tizen: packaging: Add baselibs.conf to provide 64-bit kernel & modules for 32-bit...
[platform/kernel/linux-rpi.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_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_ORDER-aligned, Set order to MAX_ORDER for the case.
666                  */
667                 if (pfn)
668                         order = min_t(int, MAX_ORDER, __ffs(pfn));
669                 else
670                         order = MAX_ORDER;
671
672                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
673                 pfn += (1UL << order);
674         }
675
676         /* mark all involved sections as online */
677         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
678 }
679
680 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
681 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
682         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
683 {
684         int nid = zone_to_nid(zone);
685
686         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
687         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
688
689         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
690                 arg->status_change_nid = nid;
691         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
692                 arg->status_change_nid_normal = nid;
693 }
694
695 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
696 {
697         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
698                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
699
700         if (arg->status_change_nid >= 0)
701                 node_set_state(node, N_MEMORY);
702 }
703
704 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
705                 unsigned long nr_pages)
706 {
707         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
708
709         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
710                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
711
712         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
713 }
714
715 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
716                                      unsigned long nr_pages)
717 {
718         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
719
720         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
721                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
722
723         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
724
725 }
726
727 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
728 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
729 {
730         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
731
732         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
733 }
734 #else
735 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
736 {
737 }
738 #endif
739
740 /*
741  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
742  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
743  * call, all affected pages are PG_reserved.
744  *
745  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
746  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
747  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
748  */
749 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
750                                   unsigned long nr_pages,
751                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
752 {
753         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
754         int nid = pgdat->node_id;
755
756         clear_zone_contiguous(zone);
757
758         if (zone_is_empty(zone))
759                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
760         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
761         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
762
763         /*
764          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
765          * Set the taint to enable the slow path detection of
766          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
767          * section.
768          */
769         if (zone_is_zone_device(zone)) {
770                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
771                         section_taint_zone_device(start_pfn);
772                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
773                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
774         }
775
776         /*
777          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
778          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
779          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
780          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
781          */
782         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
783                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
784
785         set_zone_contiguous(zone);
786 }
787
788 struct auto_movable_stats {
789         unsigned long kernel_early_pages;
790         unsigned long movable_pages;
791 };
792
793 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
794                                             struct zone *zone)
795 {
796         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
797                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
798         } else {
799                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
800 #ifdef CONFIG_CMA
801                 /*
802                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
803                  * ZONE_MOVABLE.
804                  */
805                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
806                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
807 #endif /* CONFIG_CMA */
808         }
809 }
810 struct auto_movable_group_stats {
811         unsigned long movable_pages;
812         unsigned long req_kernel_early_pages;
813 };
814
815 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
816                                            void *arg)
817 {
818         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
819         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
820         long pages;
821
822         /*
823          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
824          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
825          */
826         if (!ratio)
827                 return 0;
828
829         /*
830          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
831          * satisfy the configured zone ratio.
832          */
833         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
834         pages -= group->present_kernel_pages;
835
836         if (pages > 0)
837                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
838         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
839         return 0;
840 }
841
842 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
843                                             unsigned long nr_pages)
844 {
845         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
846         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
847         struct auto_movable_stats stats = {};
848         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
849         struct zone *zone;
850         int i;
851
852         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
853         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
854                 /* TODO: cache values */
855                 for_each_populated_zone(zone)
856                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
857         } else {
858                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
859                         zone = pgdat->node_zones + i;
860                         if (populated_zone(zone))
861                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
862                 }
863         }
864
865         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
866         movable_pages = stats.movable_pages;
867
868         /*
869          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
870          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
871          * current group from the stats.
872          */
873         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
874                                    group, &group_stats);
875         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
876                 return false;
877         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
878         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
879
880         if (group && group->is_dynamic)
881                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
882
883         /*
884          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
885          * and still stay in the configured ratio.
886          */
887         movable_pages += nr_pages;
888         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
889 }
890
891 /*
892  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
893  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
894  * to the ZONE_NORMAL.
895  */
896 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
897                 unsigned long nr_pages)
898 {
899         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
900         int zid;
901
902         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
903                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
904
905                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
906                         return zone;
907         }
908
909         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
910 }
911
912 /*
913  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
914  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
915  *
916  *   MOVABLE : KERNEL
917  *
918  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
919  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
920  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
921  *
922  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
923  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
924  *
925  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
926  *
927  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
928  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
929  *
930  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
931  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
932  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
933  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
934  *    imbalances.
935  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
936  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
937  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
938  *    still work, it is barely relevant in practice.
939  *
940  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
941  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
942  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
943  *
944  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
945  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
946  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
947  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
948  * can even migrate inflated pages between zones.
949  *
950  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
951  *
952  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
953  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
954  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
955  *    (e.g., fraction of system memory).
956  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
957  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
958  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
959  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
960  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
961  */
962 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
963                                               struct memory_group *group,
964                                               unsigned long pfn,
965                                               unsigned long nr_pages)
966 {
967         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
968         struct page *page;
969
970         if (!auto_movable_ratio)
971                 goto kernel_zone;
972
973         if (group && !group->is_dynamic) {
974                 max_pages = group->s.max_pages;
975                 online_pages = group->present_movable_pages;
976
977                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
978                 if (group->present_kernel_pages)
979                         goto kernel_zone;
980         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
981                 max_pages = nr_pages;
982         } else {
983                 max_pages = group->d.unit_pages;
984                 /*
985                  * Take a look at all online sections in the current unit.
986                  * We can safely assume that all pages within a section belong
987                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
988                  * with hotplugged memory.
989                  */
990                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
991                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
992                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
993                         page = pfn_to_online_page(pfn);
994                         if (!page)
995                                 continue;
996                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
997                         if (!is_zone_movable_page(page))
998                                 goto kernel_zone;
999                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
1000                 }
1001         }
1002
1003         /*
1004          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
1005          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
1006          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
1007          */
1008         nr_pages = max_pages - online_pages;
1009         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
1010                 goto kernel_zone;
1011
1012 #ifdef CONFIG_NUMA
1013         if (auto_movable_numa_aware &&
1014             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
1015                 goto kernel_zone;
1016 #endif /* CONFIG_NUMA */
1017
1018         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1019 kernel_zone:
1020         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
1021 }
1022
1023 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
1024                 unsigned long nr_pages)
1025 {
1026         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
1027                         nr_pages);
1028         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1029         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
1030         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
1031
1032         /*
1033          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
1034          * overlap in the given range
1035          */
1036         if (in_kernel ^ in_movable)
1037                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
1038
1039         /*
1040          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
1041          * given range then we use movable zone only if movable_node is
1042          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
1043          */
1044         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
1045 }
1046
1047 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
1048                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
1049                 unsigned long nr_pages)
1050 {
1051         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1052                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1053
1054         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1055                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1056
1057         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1058                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1059
1060         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1065  * and {online,offline}_pages.
1066  */
1067 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1068                                long nr_pages)
1069 {
1070         struct zone *zone = page_zone(page);
1071         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1072
1073         /*
1074          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1075          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1076          */
1077         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1078                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1079         zone->present_pages += nr_pages;
1080         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1081
1082         if (group && movable)
1083                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1084         else if (group && !movable)
1085                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1086 }
1087
1088 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1089                               struct zone *zone)
1090 {
1091         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1092         int ret, i;
1093
1094         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1095         if (ret)
1096                 return ret;
1097
1098         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1099
1100         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1101                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1102
1103         /*
1104          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1105          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1106          * left offline.
1107          */
1108         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1109                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1110
1111         return ret;
1112 }
1113
1114 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1115 {
1116         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1117
1118         /*
1119          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1120          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1121          * left online.
1122          */
1123         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1124                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1125
1126         /*
1127          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1128          * we can reset its state here.
1129          */
1130         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1131         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1136  */
1137 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1138                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1139 {
1140         unsigned long flags;
1141         int need_zonelists_rebuild = 0;
1142         const int nid = zone_to_nid(zone);
1143         int ret;
1144         struct memory_notify arg;
1145
1146         /*
1147          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1148          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1149          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1150          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1151          * aligned.
1152          */
1153         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1154                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1155                 return -EINVAL;
1156
1157
1158         /* associate pfn range with the zone */
1159         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1160
1161         arg.start_pfn = pfn;
1162         arg.nr_pages = nr_pages;
1163         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1164
1165         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1166         ret = notifier_to_errno(ret);
1167         if (ret)
1168                 goto failed_addition;
1169
1170         /*
1171          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1172          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1173          */
1174         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1175         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1176         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1177
1178         /*
1179          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1180          * This means the page allocator ignores this zone.
1181          * So, zonelist must be updated after online.
1182          */
1183         if (!populated_zone(zone)) {
1184                 need_zonelists_rebuild = 1;
1185                 setup_zone_pageset(zone);
1186         }
1187
1188         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1189         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1190
1191         node_states_set_node(nid, &arg);
1192         if (need_zonelists_rebuild)
1193                 build_all_zonelists(NULL);
1194
1195         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1196         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1197
1198         /*
1199          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1200          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1201          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1202          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1203          */
1204         shuffle_zone(zone);
1205
1206         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1207         init_per_zone_wmark_min();
1208
1209         kswapd_run(nid);
1210         kcompactd_run(nid);
1211
1212         writeback_set_ratelimit();
1213
1214         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1215         return 0;
1216
1217 failed_addition:
1218         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1219                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1220                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1221         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1222         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1227 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1228 {
1229         struct pglist_data *pgdat;
1230
1231         /*
1232          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1233          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1234          * Completely offline nodes stay around and they just need
1235          * reintialization.
1236          */
1237         pgdat = NODE_DATA(nid);
1238
1239         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1240         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1241
1242         /*
1243          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1244          * to access not-initialized zonelist, build here.
1245          */
1246         build_all_zonelists(pgdat);
1247
1248         return pgdat;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * __try_online_node - online a node if offlined
1253  * @nid: the node ID
1254  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1255  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1256  *
1257  * Returns:
1258  * 1 -> a new node has been allocated
1259  * 0 -> the node is already online
1260  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1261  */
1262 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1263 {
1264         pg_data_t *pgdat;
1265         int ret = 1;
1266
1267         if (node_online(nid))
1268                 return 0;
1269
1270         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1271         if (!pgdat) {
1272                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1273                 ret = -ENOMEM;
1274                 goto out;
1275         }
1276
1277         if (set_node_online) {
1278                 node_set_online(nid);
1279                 ret = register_one_node(nid);
1280                 BUG_ON(ret);
1281         }
1282 out:
1283         return ret;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Users of this function always want to online/register the node
1288  */
1289 int try_online_node(int nid)
1290 {
1291         int ret;
1292
1293         mem_hotplug_begin();
1294         ret =  __try_online_node(nid, true);
1295         mem_hotplug_done();
1296         return ret;
1297 }
1298
1299 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1300 {
1301         /* memory range must be block size aligned */
1302         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1303             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1304                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1305                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1306                 return -EINVAL;
1307         }
1308
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1313 {
1314         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1315         return device_online(&mem->dev);
1316 }
1317
1318 #ifndef arch_supports_memmap_on_memory
1319 static inline bool arch_supports_memmap_on_memory(unsigned long vmemmap_size)
1320 {
1321         /*
1322          * As default, we want the vmemmap to span a complete PMD such that we
1323          * can map the vmemmap using a single PMD if supported by the
1324          * architecture.
1325          */
1326         return IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE);
1327 }
1328 #endif
1329
1330 static bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1331 {
1332         unsigned long vmemmap_size = memory_block_memmap_size();
1333         unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1334
1335         /*
1336          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1337          * need a few more assumptions to hold true:
1338          *
1339          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1340          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1341          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1342          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1343          *    feature more versatile.
1344          *
1345          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1346          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1347          *    other memory blocks)
1348          *
1349          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1350          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1351          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1352          *    set the migratetypes properly.
1353          *
1354          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1355          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1356          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1357          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1358          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1359          *       populate a single PMD.
1360          */
1361         if (!mhp_memmap_on_memory() || size != memory_block_size_bytes())
1362                 return false;
1363
1364         /*
1365          * Make sure the vmemmap allocation is fully contained
1366          * so that we always allocate vmemmap memory from altmap area.
1367          */
1368         if (!IS_ALIGNED(vmemmap_size, PAGE_SIZE))
1369                 return false;
1370
1371         /*
1372          * start pfn should be pageblock_nr_pages aligned for correctly
1373          * setting migrate types
1374          */
1375         if (!pageblock_aligned(memmap_pages))
1376                 return false;
1377
1378         if (memmap_pages == PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()))
1379                 /* No effective hotplugged memory doesn't make sense. */
1380                 return false;
1381
1382         return arch_supports_memmap_on_memory(vmemmap_size);
1383 }
1384
1385 /*
1386  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1387  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1388  *
1389  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1390  */
1391 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1392 {
1393         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1394         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1395         struct vmem_altmap mhp_altmap = {
1396                 .base_pfn =  PHYS_PFN(res->start),
1397                 .end_pfn  =  PHYS_PFN(res->end),
1398         };
1399         struct memory_group *group = NULL;
1400         u64 start, size;
1401         bool new_node = false;
1402         int ret;
1403
1404         start = res->start;
1405         size = resource_size(res);
1406
1407         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1408         if (ret)
1409                 return ret;
1410
1411         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1412                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1413                 if (!group)
1414                         return -EINVAL;
1415                 nid = group->nid;
1416         }
1417
1418         if (!node_possible(nid)) {
1419                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1420                 return -EINVAL;
1421         }
1422
1423         mem_hotplug_begin();
1424
1425         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1426                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1427                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1428                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1429                 if (ret)
1430                         goto error_mem_hotplug_end;
1431         }
1432
1433         ret = __try_online_node(nid, false);
1434         if (ret < 0)
1435                 goto error;
1436         new_node = ret;
1437
1438         /*
1439          * Self hosted memmap array
1440          */
1441         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1442                 if (mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1443                         mhp_altmap.free = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1444                         params.altmap = kmalloc(sizeof(struct vmem_altmap), GFP_KERNEL);
1445                         if (!params.altmap) {
1446                                 ret = -ENOMEM;
1447                                 goto error;
1448                         }
1449
1450                         memcpy(params.altmap, &mhp_altmap, sizeof(mhp_altmap));
1451                 }
1452                 /* fallback to not using altmap  */
1453         }
1454
1455         /* call arch's memory hotadd */
1456         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1457         if (ret < 0)
1458                 goto error_free;
1459
1460         /* create memory block devices after memory was added */
1461         ret = create_memory_block_devices(start, size, params.altmap, group);
1462         if (ret) {
1463                 arch_remove_memory(start, size, params.altmap);
1464                 goto error_free;
1465         }
1466
1467         if (new_node) {
1468                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1469                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1470                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1471                  * We online node here. We can't roll back from here.
1472                  */
1473                 node_set_online(nid);
1474                 ret = __register_one_node(nid);
1475                 BUG_ON(ret);
1476         }
1477
1478         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1479                                           PFN_UP(start + size - 1),
1480                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1481
1482         /* create new memmap entry */
1483         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1484                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1485
1486         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1487         mem_hotplug_done();
1488
1489         /*
1490          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1491          * merging now that adding succeeded.
1492          */
1493         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1494                 merge_system_ram_resource(res);
1495
1496         /* online pages if requested */
1497         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1498                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1499
1500         return ret;
1501 error_free:
1502         kfree(params.altmap);
1503 error:
1504         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1505                 memblock_remove(start, size);
1506 error_mem_hotplug_end:
1507         mem_hotplug_done();
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1512 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1513 {
1514         struct resource *res;
1515         int ret;
1516
1517         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1518         if (IS_ERR(res))
1519                 return PTR_ERR(res);
1520
1521         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1522         if (ret < 0)
1523                 release_memory_resource(res);
1524         return ret;
1525 }
1526
1527 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1528 {
1529         int rc;
1530
1531         lock_device_hotplug();
1532         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1533         unlock_device_hotplug();
1534
1535         return rc;
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1538
1539 /*
1540  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1541  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1542  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1543  * after a reboot, and after kexec.
1544  *
1545  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1546  * kexec kernel or for placing kexec images:
1547  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1548  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1549  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1550  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1551  *
1552  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1553  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1554  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1555  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1556  *
1557  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1558  * "System RAM ($DRIVER)".
1559  */
1560 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1561                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1562 {
1563         struct resource *res;
1564         int rc;
1565
1566         if (!resource_name ||
1567             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1568             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1569                 return -EINVAL;
1570
1571         lock_device_hotplug();
1572
1573         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1574         if (IS_ERR(res)) {
1575                 rc = PTR_ERR(res);
1576                 goto out_unlock;
1577         }
1578
1579         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1580         if (rc < 0)
1581                 release_memory_resource(res);
1582
1583 out_unlock:
1584         unlock_device_hotplug();
1585         return rc;
1586 }
1587 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1588
1589 /*
1590  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1591  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1592  * linear mapping could be created. The platform returned address
1593  * range must adhere to these following semantics.
1594  *
1595  * - range.start <= range.end
1596  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1597  *
1598  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1599  * entire possible physical address range in case any platform does
1600  * not define arch_get_mappable_range().
1601  */
1602 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1603 {
1604         struct range mhp_range = {
1605                 .start = 0UL,
1606                 .end = -1ULL,
1607         };
1608         return mhp_range;
1609 }
1610
1611 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1612 {
1613         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1614         struct range mhp_range;
1615
1616         if (need_mapping) {
1617                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1618                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1619                         mhp_range.start = 0;
1620                         mhp_range.end = 0;
1621                 }
1622                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1623         } else {
1624                 mhp_range.start = 0;
1625                 mhp_range.end = max_phys;
1626         }
1627         return mhp_range;
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1630
1631 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1632 {
1633         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1634         u64 end = start + size;
1635
1636         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1637                 return true;
1638
1639         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1640                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1641         return false;
1642 }
1643
1644 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1645 /*
1646  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1647  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1648  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1649  * definitely unmovable pages.
1650  *
1651  * Returns:
1652  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1653  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1654  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1655  */
1656 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1657                               unsigned long *movable_pfn)
1658 {
1659         unsigned long pfn;
1660
1661         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1662                 struct page *page, *head;
1663                 unsigned long skip;
1664
1665                 if (!pfn_valid(pfn))
1666                         continue;
1667                 page = pfn_to_page(pfn);
1668                 if (PageLRU(page))
1669                         goto found;
1670                 if (__PageMovable(page))
1671                         goto found;
1672
1673                 /*
1674                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1675                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1676                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1677                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1678                  */
1679                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1680                         return -EBUSY;
1681
1682                 if (!PageHuge(page))
1683                         continue;
1684                 head = compound_head(page);
1685                 /*
1686                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1687                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1688                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1689                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1690                  * code must deal with these scenarios.
1691                  */
1692                 if (HPageMigratable(head))
1693                         goto found;
1694                 skip = compound_nr(head) - (pfn - page_to_pfn(head));
1695                 pfn += skip - 1;
1696         }
1697         return -ENOENT;
1698 found:
1699         *movable_pfn = pfn;
1700         return 0;
1701 }
1702
1703 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1704 {
1705         unsigned long pfn;
1706         struct page *page, *head;
1707         LIST_HEAD(source);
1708         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1709                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1710
1711         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1712                 struct folio *folio;
1713                 bool isolated;
1714
1715                 if (!pfn_valid(pfn))
1716                         continue;
1717                 page = pfn_to_page(pfn);
1718                 folio = page_folio(page);
1719                 head = &folio->page;
1720
1721                 if (PageHuge(page)) {
1722                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1723                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1724                         continue;
1725                 } else if (PageTransHuge(page))
1726                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1727
1728                 /*
1729                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1730                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1731                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1732                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1733                  * the unmap as the catch all safety net).
1734                  */
1735                 if (PageHWPoison(page)) {
1736                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1737                                 folio_isolate_lru(folio);
1738                         if (folio_mapped(folio))
1739                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1740                         continue;
1741                 }
1742
1743                 if (!get_page_unless_zero(page))
1744                         continue;
1745                 /*
1746                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1747                  * LRU and non-lru movable pages.
1748                  */
1749                 if (PageLRU(page))
1750                         isolated = isolate_lru_page(page);
1751                 else
1752                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1753                 if (isolated) {
1754                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1755                         if (!__PageMovable(page))
1756                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1757                                                     page_is_file_lru(page));
1758
1759                 } else {
1760                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1761                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1762                                 dump_page(page, "isolation failed");
1763                         }
1764                 }
1765                 put_page(page);
1766         }
1767         if (!list_empty(&source)) {
1768                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1769                 struct migration_target_control mtc = {
1770                         .nmask = &nmask,
1771                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1772                 };
1773                 int ret;
1774
1775                 /*
1776                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1777                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1778                  */
1779                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1780
1781                 /*
1782                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1783                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1784                  * offlining a part of the only existing node)
1785                  */
1786                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1787                 if (nodes_empty(nmask))
1788                         node_set(mtc.nid, nmask);
1789                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1790                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1791                 if (ret) {
1792                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1793                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1794                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1795                                                 page_to_pfn(page), ret);
1796                                         dump_page(page, "migration failure");
1797                                 }
1798                         }
1799                         putback_movable_pages(&source);
1800                 }
1801         }
1802 }
1803
1804 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1805 {
1806         movable_node_enabled = true;
1807         return 0;
1808 }
1809 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1810
1811 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1812 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1813                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1814 {
1815         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1816         unsigned long present_pages = 0;
1817         enum zone_type zt;
1818
1819         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1820         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1821
1822         /*
1823          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1824          * If the memory to be offline is within the range
1825          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1826          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1827          * thus we can determine that we need to clear the node from
1828          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1829          */
1830         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1831                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1832         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1833                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1834
1835         /*
1836          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1837          * does not apply as we don't support 32bit.
1838          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1839          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1840          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1841          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1842          * it for N_MEMORY as well.
1843          */
1844         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1845
1846         if (nr_pages >= present_pages)
1847                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1848 }
1849
1850 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1851 {
1852         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1853                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1854
1855         if (arg->status_change_nid >= 0)
1856                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1857 }
1858
1859 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1860                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1861 {
1862         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1863
1864         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1870  */
1871 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1872                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1873 {
1874         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1875         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1876         const int node = zone_to_nid(zone);
1877         unsigned long flags;
1878         struct memory_notify arg;
1879         char *reason;
1880         int ret;
1881
1882         /*
1883          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1884          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1885          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1886          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1887          * aligned.
1888          */
1889         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1890                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1891                 return -EINVAL;
1892
1893         /*
1894          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1895          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1896          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1897          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1898          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1899          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1900          */
1901         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1902                               count_system_ram_pages_cb);
1903         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1904                 ret = -EINVAL;
1905                 reason = "memory holes";
1906                 goto failed_removal;
1907         }
1908
1909         /*
1910          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1911          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1912          * want to remove in the future.
1913          */
1914         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1915                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1916                 ret = -EINVAL;
1917                 reason = "multizone range";
1918                 goto failed_removal;
1919         }
1920
1921         /*
1922          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1923          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1924          */
1925         zone_pcp_disable(zone);
1926         lru_cache_disable();
1927
1928         /* set above range as isolated */
1929         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1930                                        MIGRATE_MOVABLE,
1931                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1932                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1933         if (ret) {
1934                 reason = "failure to isolate range";
1935                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1936         }
1937
1938         arg.start_pfn = start_pfn;
1939         arg.nr_pages = nr_pages;
1940         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1941
1942         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1943         ret = notifier_to_errno(ret);
1944         if (ret) {
1945                 reason = "notifier failure";
1946                 goto failed_removal_isolated;
1947         }
1948
1949         do {
1950                 pfn = start_pfn;
1951                 do {
1952                         /*
1953                          * Historically we always checked for any signal and
1954                          * can't limit it to fatal signals without eventually
1955                          * breaking user space.
1956                          */
1957                         if (signal_pending(current)) {
1958                                 ret = -EINTR;
1959                                 reason = "signal backoff";
1960                                 goto failed_removal_isolated;
1961                         }
1962
1963                         cond_resched();
1964
1965                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1966                         if (!ret) {
1967                                 /*
1968                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1969                                  * out
1970                                  */
1971                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1972                         }
1973                 } while (!ret);
1974
1975                 if (ret != -ENOENT) {
1976                         reason = "unmovable page";
1977                         goto failed_removal_isolated;
1978                 }
1979
1980                 /*
1981                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1982                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1983                  * counting consistent.
1984                  */
1985                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1986                 if (ret) {
1987                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1988                         goto failed_removal_isolated;
1989                 }
1990
1991                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1992
1993         } while (ret);
1994
1995         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1996         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1997         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1998
1999         /*
2000          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
2001          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2002          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2003          */
2004         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2005         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2006         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2007
2008         lru_cache_enable();
2009         zone_pcp_enable(zone);
2010
2011         /* removal success */
2012         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2013         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2014
2015         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2016         init_per_zone_wmark_min();
2017
2018         if (!populated_zone(zone)) {
2019                 zone_pcp_reset(zone);
2020                 build_all_zonelists(NULL);
2021         }
2022
2023         node_states_clear_node(node, &arg);
2024         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2025                 kcompactd_stop(node);
2026                 kswapd_stop(node);
2027         }
2028
2029         writeback_set_ratelimit();
2030
2031         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2032         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2033         return 0;
2034
2035 failed_removal_isolated:
2036         /* pushback to free area */
2037         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2038         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2039 failed_removal_pcplists_disabled:
2040         lru_cache_enable();
2041         zone_pcp_enable(zone);
2042 failed_removal:
2043         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2044                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2045                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2046                  reason);
2047         return ret;
2048 }
2049
2050 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2051 {
2052         int *nid = arg;
2053
2054         *nid = mem->nid;
2055         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
2056                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2057
2058                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2059                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2060                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2061                         &beginpa, &endpa);
2062
2063                 return -EBUSY;
2064         }
2065         return 0;
2066 }
2067
2068 static int test_has_altmap_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2069 {
2070         struct memory_block **mem_ptr = (struct memory_block **)arg;
2071         /*
2072          * return the memblock if we have altmap
2073          * and break callback.
2074          */
2075         if (mem->altmap) {
2076                 *mem_ptr = mem;
2077                 return 1;
2078         }
2079         return 0;
2080 }
2081
2082 static int check_cpu_on_node(int nid)
2083 {
2084         int cpu;
2085
2086         for_each_present_cpu(cpu) {
2087                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2088                         /*
2089                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2090                          * offline this node.
2091                          */
2092                         return -EBUSY;
2093         }
2094
2095         return 0;
2096 }
2097
2098 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2099 {
2100         int nid = *(int *)arg;
2101
2102         /*
2103          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2104          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2105          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2106          */
2107         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2108 }
2109
2110 /**
2111  * try_offline_node
2112  * @nid: the node ID
2113  *
2114  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2115  *
2116  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2117  * and online/offline operations before this call.
2118  */
2119 void try_offline_node(int nid)
2120 {
2121         int rc;
2122
2123         /*
2124          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2125          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2126          * e.g., after the memory block was onlined.
2127          */
2128         if (node_spanned_pages(nid))
2129                 return;
2130
2131         /*
2132          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2133          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2134          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2135          */
2136         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2137         if (rc)
2138                 return;
2139
2140         if (check_cpu_on_node(nid))
2141                 return;
2142
2143         /*
2144          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2145          * node now.
2146          */
2147         node_set_offline(nid);
2148         unregister_one_node(nid);
2149 }
2150 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2151
2152 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2153 {
2154         struct memory_block *mem;
2155         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2156         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2157
2158         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2159
2160         /*
2161          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2162          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2163          * if this is not the case.
2164          *
2165          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2166          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2167          * enough for the cases we care about.
2168          */
2169         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2170         if (rc)
2171                 return rc;
2172
2173         /*
2174          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2175          * the same granularity it was added - a single memory block.
2176          */
2177         if (mhp_memmap_on_memory()) {
2178                 rc = walk_memory_blocks(start, size, &mem, test_has_altmap_cb);
2179                 if (rc) {
2180                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2181                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2182                                         "wrong granularity\n",
2183                                         start, start + size);
2184                                 return -EINVAL;
2185                         }
2186                         altmap = mem->altmap;
2187                         /*
2188                          * Mark altmap NULL so that we can add a debug
2189                          * check on memblock free.
2190                          */
2191                         mem->altmap = NULL;
2192                 }
2193         }
2194
2195         /* remove memmap entry */
2196         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2197
2198         /*
2199          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2200          * a barrier against racing online attempts.
2201          */
2202         remove_memory_block_devices(start, size);
2203
2204         mem_hotplug_begin();
2205
2206         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2207
2208         /* Verify that all vmemmap pages have actually been freed. */
2209         if (altmap) {
2210                 WARN(altmap->alloc, "Altmap not fully unmapped");
2211                 kfree(altmap);
2212         }
2213
2214         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2215                 memblock_phys_free(start, size);
2216                 memblock_remove(start, size);
2217         }
2218
2219         release_mem_region_adjustable(start, size);
2220
2221         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2222                 try_offline_node(nid);
2223
2224         mem_hotplug_done();
2225         return 0;
2226 }
2227
2228 /**
2229  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2230  * @start: physical address of the region to remove
2231  * @size: size of the region to remove
2232  *
2233  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2234  * and online/offline operations before this call, as required by
2235  * try_offline_node().
2236  */
2237 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2238 {
2239
2240         /*
2241          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2242          * function
2243          */
2244         if (try_remove_memory(start, size))
2245                 BUG();
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2250  * some memory is not offline
2251  */
2252 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2253 {
2254         int rc;
2255
2256         lock_device_hotplug();
2257         rc = try_remove_memory(start, size);
2258         unlock_device_hotplug();
2259
2260         return rc;
2261 }
2262 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2263
2264 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2265 {
2266         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2267         uint8_t **online_types = arg;
2268         struct page *page;
2269         int rc;
2270
2271         /*
2272          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2273          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2274          * by offlining code ... so we don't care about that.
2275          */
2276         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2277         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2278                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2279
2280         rc = device_offline(&mem->dev);
2281         /*
2282          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2283          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2284          */
2285         if (!rc)
2286                 **online_types = online_type;
2287
2288         (*online_types)++;
2289         /* Ignore if already offline. */
2290         return rc < 0 ? rc : 0;
2291 }
2292
2293 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2294 {
2295         uint8_t **online_types = arg;
2296         int rc;
2297
2298         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2299                 mem->online_type = **online_types;
2300                 rc = device_online(&mem->dev);
2301                 if (rc < 0)
2302                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2303                                 __func__, rc);
2304         }
2305
2306         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2307         (*online_types)++;
2308         return 0;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2313  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2314  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2315  * that memory.
2316  */
2317 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2318 {
2319         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2320         uint8_t *online_types, *tmp;
2321         int rc;
2322
2323         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2324             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2325                 return -EINVAL;
2326
2327         /*
2328          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2329          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2330          * after offlining some others succeeded.
2331          */
2332         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2333                                      GFP_KERNEL);
2334         if (!online_types)
2335                 return -ENOMEM;
2336         /*
2337          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2338          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2339          * try_reonline_memory_block().
2340          */
2341         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2342
2343         lock_device_hotplug();
2344
2345         tmp = online_types;
2346         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2347
2348         /*
2349          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2350          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2351          */
2352         if (!rc) {
2353                 rc = try_remove_memory(start, size);
2354                 if (rc)
2355                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2356         }
2357
2358         /*
2359          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2360          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2361          */
2362         if (rc) {
2363                 tmp = online_types;
2364                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2365                                    try_reonline_memory_block);
2366         }
2367         unlock_device_hotplug();
2368
2369         kfree(online_types);
2370         return rc;
2371 }
2372 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2373 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */