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