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