Merge tag 'trace-v6.4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/trace/linux...
[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/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38 #include <linux/module.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
46 /*
47  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
48  */
49 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
50 module_param(memmap_on_memory, bool, 0444);
51 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
52
53 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
54 {
55         return memmap_on_memory;
56 }
57 #else
58 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
59 {
60         return false;
61 }
62 #endif
63
64 enum {
65         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
66         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
67 };
68
69 static const char * const online_policy_to_str[] = {
70         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
71         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
72 };
73
74 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
75 {
76         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
77
78         if (ret < 0)
79                 return ret;
80         *((int *)kp->arg) = ret;
81         return 0;
82 }
83
84 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
85 {
86         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
87 }
88
89 /*
90  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
91  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
92  *
93  * "contig-zones": keep zone contiguous
94  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
95  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
96  */
97 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
98 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
99         .set = set_online_policy,
100         .get = get_online_policy,
101 };
102 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
103 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
104                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
105                 "Default: \"contig-zones\"");
106
107 /*
108  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
109  *
110  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
111  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
112  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
113  */
114 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
115 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
116 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
117                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
118                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
119
120 /*
121  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
122  */
123 #ifdef CONFIG_NUMA
124 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
125 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
126 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
127                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
128                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
129 #endif /* CONFIG_NUMA */
130
131 /*
132  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
133  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
134  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
135  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
136  */
137
138 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
139 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
140
141 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
142
143 void get_online_mems(void)
144 {
145         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
146 }
147
148 void put_online_mems(void)
149 {
150         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
151 }
152
153 bool movable_node_enabled = false;
154
155 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
156 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
157 #else
158 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
159 #endif
160
161 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
162 {
163         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
164
165         if (online_type >= 0)
166                 mhp_default_online_type = online_type;
167
168         return 1;
169 }
170 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
171
172 void mem_hotplug_begin(void)
173 {
174         cpus_read_lock();
175         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
176 }
177
178 void mem_hotplug_done(void)
179 {
180         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
181         cpus_read_unlock();
182 }
183
184 u64 max_mem_size = U64_MAX;
185
186 /* add this memory to iomem resource */
187 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
188                                                  const char *resource_name)
189 {
190         struct resource *res;
191         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
192
193         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
194                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
195
196         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
197                 return ERR_PTR(-E2BIG);
198
199         /*
200          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
201          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
202          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
203          * details.
204          */
205         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
206                 return ERR_PTR(-E2BIG);
207
208         /*
209          * Request ownership of the new memory range.  This might be
210          * a child of an existing resource that was present but
211          * not marked as busy.
212          */
213         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
214                                resource_name, flags);
215
216         if (!res) {
217                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
218                                 start, start + size);
219                 return ERR_PTR(-EEXIST);
220         }
221         return res;
222 }
223
224 static void release_memory_resource(struct resource *res)
225 {
226         if (!res)
227                 return;
228         release_resource(res);
229         kfree(res);
230 }
231
232 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
233 {
234         /*
235          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
236          * allow operations smaller than a section for
237          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
238          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
239          * memory that will be marked online, so this check should only
240          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
241          * add_memory_resource().
242          */
243         unsigned long min_align;
244
245         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
246                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
247         else
248                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
249         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
250                 return -EINVAL;
251         return 0;
252 }
253
254 /*
255  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
256  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
257  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
258  */
259 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
260 {
261         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
262         struct dev_pagemap *pgmap;
263         struct mem_section *ms;
264
265         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
266                 return NULL;
267
268         ms = __nr_to_section(nr);
269         if (!online_section(ms))
270                 return NULL;
271
272         /*
273          * Save some code text when online_section() +
274          * pfn_section_valid() are sufficient.
275          */
276         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
277                 return NULL;
278
279         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
280                 return NULL;
281
282         if (!online_device_section(ms))
283                 return pfn_to_page(pfn);
284
285         /*
286          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
287          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
288          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
289          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
290          */
291         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
292         put_dev_pagemap(pgmap);
293
294         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
295         if (pgmap)
296                 return NULL;
297
298         return pfn_to_page(pfn);
299 }
300 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
301
302 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
303                 struct mhp_params *params)
304 {
305         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
306         unsigned long cur_nr_pages;
307         int err;
308         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
309
310         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
311                 return -EINVAL;
312
313         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
314
315         if (altmap) {
316                 /*
317                  * Validate altmap is within bounds of the total request
318                  */
319                 if (altmap->base_pfn != pfn
320                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
321                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
322                         return -EINVAL;
323                 }
324                 altmap->alloc = 0;
325         }
326
327         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
328                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: #%lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
329                 return -EINVAL;
330         }
331
332         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
333                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
334                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
335                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
336                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
337                                          params->pgmap);
338                 if (err)
339                         break;
340                 cond_resched();
341         }
342         vmemmap_populate_print_last();
343         return err;
344 }
345
346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
348                                      unsigned long start_pfn,
349                                      unsigned long end_pfn)
350 {
351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
359                         continue;
360
361                 return start_pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
369                                     unsigned long start_pfn,
370                                     unsigned long end_pfn)
371 {
372         unsigned long pfn;
373
374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
375         pfn = end_pfn - 1;
376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
378                         continue;
379
380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
381                         continue;
382
383                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
384                         continue;
385
386                 return pfn;
387         }
388
389         return 0;
390 }
391
392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
393                              unsigned long end_pfn)
394 {
395         unsigned long pfn;
396         int nid = zone_to_nid(zone);
397
398         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
399                 /*
400                  * If the section is smallest section in the zone, it need
401                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
402                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
403                  * for shrinking zone.
404                  */
405                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
406                                                 zone_end_pfn(zone));
407                 if (pfn) {
408                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
409                         zone->zone_start_pfn = pfn;
410                 } else {
411                         zone->zone_start_pfn = 0;
412                         zone->spanned_pages = 0;
413                 }
414         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
415                 /*
416                  * If the section is biggest section in the zone, it need
417                  * shrink zone->spanned_pages.
418                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
419                  * shrinking zone.
420                  */
421                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
422                                                start_pfn);
423                 if (pfn)
424                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
425                 else {
426                         zone->zone_start_pfn = 0;
427                         zone->spanned_pages = 0;
428                 }
429         }
430 }
431
432 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
433 {
434         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
435         struct zone *zone;
436
437         for (zone = pgdat->node_zones;
438              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
439                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
440
441                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
442                 if (!zone->spanned_pages)
443                         continue;
444                 if (!node_end_pfn) {
445                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
446                         node_end_pfn = end_pfn;
447                         continue;
448                 }
449
450                 if (end_pfn > node_end_pfn)
451                         node_end_pfn = end_pfn;
452                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
453                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
454         }
455
456         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
457         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
458 }
459
460 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
461                                       unsigned long start_pfn,
462                                       unsigned long nr_pages)
463 {
464         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
465         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
466         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
467
468         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
469         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
470                 cond_resched();
471
472                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
473                 cur_nr_pages =
474                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
475                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
476                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
477         }
478
479         /*
480          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
481          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
482          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
483          */
484         if (zone_is_zone_device(zone))
485                 return;
486
487         clear_zone_contiguous(zone);
488
489         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
490         update_pgdat_span(pgdat);
491
492         set_zone_contiguous(zone);
493 }
494
495 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
496                              unsigned long map_offset,
497                              struct vmem_altmap *altmap)
498 {
499         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
500
501         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
502                 return;
503
504         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
505 }
506
507 /**
508  * __remove_pages() - remove sections of pages
509  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
510  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
511  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
512  *
513  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
514  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
515  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
516  * calling offline_pages().
517  */
518 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
519                     struct vmem_altmap *altmap)
520 {
521         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
522         unsigned long cur_nr_pages;
523         unsigned long map_offset = 0;
524
525         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
526
527         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
528                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: #%lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
529                 return;
530         }
531
532         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
533                 cond_resched();
534                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
535                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
536                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
537                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
538                 map_offset = 0;
539         }
540 }
541
542 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
543 {
544         int rc = -EINVAL;
545
546         get_online_mems();
547         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
548
549         if (online_page_callback == generic_online_page) {
550                 online_page_callback = callback;
551                 rc = 0;
552         }
553
554         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
555         put_online_mems();
556
557         return rc;
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
560
561 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
562 {
563         int rc = -EINVAL;
564
565         get_online_mems();
566         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
567
568         if (online_page_callback == callback) {
569                 online_page_callback = generic_online_page;
570                 rc = 0;
571         }
572
573         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
574         put_online_mems();
575
576         return rc;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
579
580 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
581 {
582         /*
583          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
584          * so we should map it first. This is better than introducing a special
585          * case in page freeing fast path.
586          */
587         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
588         __free_pages_core(page, order);
589         totalram_pages_add(1UL << order);
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
592
593 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
594 {
595         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
596         unsigned long pfn;
597
598         /*
599          * Online the pages in MAX_ORDER aligned chunks. The callback might
600          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
601          * later). We account all pages as being online and belonging to this
602          * zone ("present").
603          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
604          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
605          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
606          */
607         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
608                 int order;
609
610                 /*
611                  * Free to online pages in the largest chunks alignment allows.
612                  *
613                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
614                  * MAX_ORDER-aligned, Set order to MAX_ORDER for the case.
615                  */
616                 if (pfn)
617                         order = min_t(int, MAX_ORDER, __ffs(pfn));
618                 else
619                         order = MAX_ORDER;
620
621                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
622                 pfn += (1UL << order);
623         }
624
625         /* mark all involved sections as online */
626         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
627 }
628
629 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
630 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
631         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
632 {
633         int nid = zone_to_nid(zone);
634
635         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
636         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
637
638         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
639                 arg->status_change_nid = nid;
640         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
641                 arg->status_change_nid_normal = nid;
642 }
643
644 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
645 {
646         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
647                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
648
649         if (arg->status_change_nid >= 0)
650                 node_set_state(node, N_MEMORY);
651 }
652
653 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
654                 unsigned long nr_pages)
655 {
656         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
657
658         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
659                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
660
661         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
662 }
663
664 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
665                                      unsigned long nr_pages)
666 {
667         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
668
669         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
670                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
671
672         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
673
674 }
675
676 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
677 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
678 {
679         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
680
681         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
682 }
683 #else
684 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
691  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
692  * call, all affected pages are PG_reserved.
693  *
694  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
695  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
696  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
697  */
698 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
699                                   unsigned long nr_pages,
700                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
701 {
702         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
703         int nid = pgdat->node_id;
704
705         clear_zone_contiguous(zone);
706
707         if (zone_is_empty(zone))
708                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
709         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
710         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
711
712         /*
713          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
714          * Set the taint to enable the slow path detection of
715          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
716          * section.
717          */
718         if (zone_is_zone_device(zone)) {
719                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
720                         section_taint_zone_device(start_pfn);
721                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
722                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
723         }
724
725         /*
726          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
727          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
728          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
729          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
730          */
731         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
732                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
733
734         set_zone_contiguous(zone);
735 }
736
737 struct auto_movable_stats {
738         unsigned long kernel_early_pages;
739         unsigned long movable_pages;
740 };
741
742 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
743                                             struct zone *zone)
744 {
745         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
746                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
747         } else {
748                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
749 #ifdef CONFIG_CMA
750                 /*
751                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
752                  * ZONE_MOVABLE.
753                  */
754                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
755                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
756 #endif /* CONFIG_CMA */
757         }
758 }
759 struct auto_movable_group_stats {
760         unsigned long movable_pages;
761         unsigned long req_kernel_early_pages;
762 };
763
764 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
765                                            void *arg)
766 {
767         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
768         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
769         long pages;
770
771         /*
772          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
773          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
774          */
775         if (!ratio)
776                 return 0;
777
778         /*
779          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
780          * satisfy the configured zone ratio.
781          */
782         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
783         pages -= group->present_kernel_pages;
784
785         if (pages > 0)
786                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
787         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
788         return 0;
789 }
790
791 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
792                                             unsigned long nr_pages)
793 {
794         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
795         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
796         struct auto_movable_stats stats = {};
797         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
798         struct zone *zone;
799         int i;
800
801         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
802         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
803                 /* TODO: cache values */
804                 for_each_populated_zone(zone)
805                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
806         } else {
807                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
808                         zone = pgdat->node_zones + i;
809                         if (populated_zone(zone))
810                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
811                 }
812         }
813
814         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
815         movable_pages = stats.movable_pages;
816
817         /*
818          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
819          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
820          * current group from the stats.
821          */
822         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
823                                    group, &group_stats);
824         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
825                 return false;
826         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
827         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
828
829         if (group && group->is_dynamic)
830                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
831
832         /*
833          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
834          * and still stay in the configured ratio.
835          */
836         movable_pages += nr_pages;
837         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
838 }
839
840 /*
841  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
842  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
843  * to the ZONE_NORMAL.
844  */
845 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
846                 unsigned long nr_pages)
847 {
848         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
849         int zid;
850
851         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
852                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
853
854                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
855                         return zone;
856         }
857
858         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
859 }
860
861 /*
862  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
863  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
864  *
865  *   MOVABLE : KERNEL
866  *
867  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
868  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
869  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
870  *
871  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
872  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
873  *
874  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
875  *
876  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
877  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
878  *
879  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
880  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
881  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
882  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
883  *    imbalances.
884  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
885  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
886  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
887  *    still work, it is barely relevant in practice.
888  *
889  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
890  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
891  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
892  *
893  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
894  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
895  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
896  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
897  * can even migrate inflated pages between zones.
898  *
899  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
900  *
901  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
902  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
903  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
904  *    (e.g., fraction of system memory).
905  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
906  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
907  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
908  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
909  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
910  */
911 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
912                                               struct memory_group *group,
913                                               unsigned long pfn,
914                                               unsigned long nr_pages)
915 {
916         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
917         struct page *page;
918
919         if (!auto_movable_ratio)
920                 goto kernel_zone;
921
922         if (group && !group->is_dynamic) {
923                 max_pages = group->s.max_pages;
924                 online_pages = group->present_movable_pages;
925
926                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
927                 if (group->present_kernel_pages)
928                         goto kernel_zone;
929         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
930                 max_pages = nr_pages;
931         } else {
932                 max_pages = group->d.unit_pages;
933                 /*
934                  * Take a look at all online sections in the current unit.
935                  * We can safely assume that all pages within a section belong
936                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
937                  * with hotplugged memory.
938                  */
939                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
940                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
941                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
942                         page = pfn_to_online_page(pfn);
943                         if (!page)
944                                 continue;
945                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
946                         if (!is_zone_movable_page(page))
947                                 goto kernel_zone;
948                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
949                 }
950         }
951
952         /*
953          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
954          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
955          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
956          */
957         nr_pages = max_pages - online_pages;
958         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
959                 goto kernel_zone;
960
961 #ifdef CONFIG_NUMA
962         if (auto_movable_numa_aware &&
963             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
964                 goto kernel_zone;
965 #endif /* CONFIG_NUMA */
966
967         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
968 kernel_zone:
969         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
970 }
971
972 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
973                 unsigned long nr_pages)
974 {
975         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
976                         nr_pages);
977         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
978         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
979         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
980
981         /*
982          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
983          * overlap in the given range
984          */
985         if (in_kernel ^ in_movable)
986                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
987
988         /*
989          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
990          * given range then we use movable zone only if movable_node is
991          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
992          */
993         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
994 }
995
996 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
997                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
998                 unsigned long nr_pages)
999 {
1000         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1001                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1002
1003         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1004                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1005
1006         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1007                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1008
1009         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1014  * and {online,offline}_pages.
1015  */
1016 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1017                                long nr_pages)
1018 {
1019         struct zone *zone = page_zone(page);
1020         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1021
1022         /*
1023          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1024          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1025          */
1026         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1027                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1028         zone->present_pages += nr_pages;
1029         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1030
1031         if (group && movable)
1032                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1033         else if (group && !movable)
1034                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1035 }
1036
1037 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1038                               struct zone *zone)
1039 {
1040         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1041         int ret, i;
1042
1043         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1044         if (ret)
1045                 return ret;
1046
1047         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1048
1049         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1050                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1051
1052         /*
1053          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1054          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1055          * left offline.
1056          */
1057         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1058                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1059
1060         return ret;
1061 }
1062
1063 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1064 {
1065         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1066
1067         /*
1068          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1069          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1070          * left online.
1071          */
1072         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1073                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1074
1075         /*
1076          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1077          * we can reset its state here.
1078          */
1079         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1080         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1081 }
1082
1083 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1084                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1085 {
1086         unsigned long flags;
1087         int need_zonelists_rebuild = 0;
1088         const int nid = zone_to_nid(zone);
1089         int ret;
1090         struct memory_notify arg;
1091
1092         /*
1093          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1094          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1095          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1096          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1097          * aligned.
1098          */
1099         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1100                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1101                 return -EINVAL;
1102
1103         mem_hotplug_begin();
1104
1105         /* associate pfn range with the zone */
1106         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1107
1108         arg.start_pfn = pfn;
1109         arg.nr_pages = nr_pages;
1110         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1111
1112         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1113         ret = notifier_to_errno(ret);
1114         if (ret)
1115                 goto failed_addition;
1116
1117         /*
1118          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1119          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1120          */
1121         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1122         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1123         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1124
1125         /*
1126          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1127          * This means the page allocator ignores this zone.
1128          * So, zonelist must be updated after online.
1129          */
1130         if (!populated_zone(zone)) {
1131                 need_zonelists_rebuild = 1;
1132                 setup_zone_pageset(zone);
1133         }
1134
1135         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1136         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1137
1138         node_states_set_node(nid, &arg);
1139         if (need_zonelists_rebuild)
1140                 build_all_zonelists(NULL);
1141
1142         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1143         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1144
1145         /*
1146          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1147          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1148          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1149          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1150          */
1151         shuffle_zone(zone);
1152
1153         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1154         init_per_zone_wmark_min();
1155
1156         kswapd_run(nid);
1157         kcompactd_run(nid);
1158
1159         writeback_set_ratelimit();
1160
1161         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1162         mem_hotplug_done();
1163         return 0;
1164
1165 failed_addition:
1166         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1167                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1168                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1169         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1170         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1171         mem_hotplug_done();
1172         return ret;
1173 }
1174
1175 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1176 {
1177         struct zone *z;
1178
1179         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1180                 z->present_pages = 0;
1181
1182         pgdat->node_present_pages = 0;
1183 }
1184
1185 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1186 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1187 {
1188         struct pglist_data *pgdat;
1189
1190         /*
1191          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1192          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1193          * Completely offline nodes stay around and they just need
1194          * reintialization.
1195          */
1196         pgdat = NODE_DATA(nid);
1197
1198         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1199         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1200
1201         /*
1202          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1203          * to access not-initialized zonelist, build here.
1204          */
1205         build_all_zonelists(pgdat);
1206
1207         /*
1208          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1209          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1210          * online_pages() and offline_pages().
1211          * TODO: should be in free_area_init_core_hotplug?
1212          */
1213         reset_node_managed_pages(pgdat);
1214         reset_node_present_pages(pgdat);
1215
1216         return pgdat;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * __try_online_node - online a node if offlined
1221  * @nid: the node ID
1222  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1223  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1224  *
1225  * Returns:
1226  * 1 -> a new node has been allocated
1227  * 0 -> the node is already online
1228  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1229  */
1230 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1231 {
1232         pg_data_t *pgdat;
1233         int ret = 1;
1234
1235         if (node_online(nid))
1236                 return 0;
1237
1238         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1239         if (!pgdat) {
1240                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1241                 ret = -ENOMEM;
1242                 goto out;
1243         }
1244
1245         if (set_node_online) {
1246                 node_set_online(nid);
1247                 ret = register_one_node(nid);
1248                 BUG_ON(ret);
1249         }
1250 out:
1251         return ret;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Users of this function always want to online/register the node
1256  */
1257 int try_online_node(int nid)
1258 {
1259         int ret;
1260
1261         mem_hotplug_begin();
1262         ret =  __try_online_node(nid, true);
1263         mem_hotplug_done();
1264         return ret;
1265 }
1266
1267 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1268 {
1269         /* memory range must be block size aligned */
1270         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1271             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1272                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1273                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1274                 return -EINVAL;
1275         }
1276
1277         return 0;
1278 }
1279
1280 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1281 {
1282         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1283         return device_online(&mem->dev);
1284 }
1285
1286 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1287 {
1288         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1289         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1290         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1291
1292         /*
1293          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1294          * need a few more assumptions to hold true:
1295          *
1296          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1297          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1298          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1299          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1300          *    feature more versatile.
1301          *
1302          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1303          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1304          *    other memory blocks)
1305          *
1306          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1307          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1308          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1309          *    set the migratetypes properly.
1310          *
1311          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1312          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1313          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1314          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1315          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1316          *       populate a single PMD.
1317          */
1318         return mhp_memmap_on_memory() &&
1319                size == memory_block_size_bytes() &&
1320                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1321                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1322 }
1323
1324 /*
1325  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1326  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1327  *
1328  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1329  */
1330 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1331 {
1332         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1333         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1334         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1335         struct memory_group *group = NULL;
1336         u64 start, size;
1337         bool new_node = false;
1338         int ret;
1339
1340         start = res->start;
1341         size = resource_size(res);
1342
1343         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1344         if (ret)
1345                 return ret;
1346
1347         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1348                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1349                 if (!group)
1350                         return -EINVAL;
1351                 nid = group->nid;
1352         }
1353
1354         if (!node_possible(nid)) {
1355                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1356                 return -EINVAL;
1357         }
1358
1359         mem_hotplug_begin();
1360
1361         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1362                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1363                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1364                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1365                 if (ret)
1366                         goto error_mem_hotplug_end;
1367         }
1368
1369         ret = __try_online_node(nid, false);
1370         if (ret < 0)
1371                 goto error;
1372         new_node = ret;
1373
1374         /*
1375          * Self hosted memmap array
1376          */
1377         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1378                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1379                         ret = -EINVAL;
1380                         goto error;
1381                 }
1382                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1383                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1384                 params.altmap = &mhp_altmap;
1385         }
1386
1387         /* call arch's memory hotadd */
1388         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1389         if (ret < 0)
1390                 goto error;
1391
1392         /* create memory block devices after memory was added */
1393         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1394                                           group);
1395         if (ret) {
1396                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1397                 goto error;
1398         }
1399
1400         if (new_node) {
1401                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1402                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1403                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1404                  * We online node here. We can't roll back from here.
1405                  */
1406                 node_set_online(nid);
1407                 ret = __register_one_node(nid);
1408                 BUG_ON(ret);
1409         }
1410
1411         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1412                                           PFN_UP(start + size - 1),
1413                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1414
1415         /* create new memmap entry */
1416         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1417                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1418
1419         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1420         mem_hotplug_done();
1421
1422         /*
1423          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1424          * merging now that adding succeeded.
1425          */
1426         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1427                 merge_system_ram_resource(res);
1428
1429         /* online pages if requested */
1430         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1431                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1432
1433         return ret;
1434 error:
1435         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1436                 memblock_remove(start, size);
1437 error_mem_hotplug_end:
1438         mem_hotplug_done();
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1443 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1444 {
1445         struct resource *res;
1446         int ret;
1447
1448         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1449         if (IS_ERR(res))
1450                 return PTR_ERR(res);
1451
1452         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1453         if (ret < 0)
1454                 release_memory_resource(res);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1459 {
1460         int rc;
1461
1462         lock_device_hotplug();
1463         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1464         unlock_device_hotplug();
1465
1466         return rc;
1467 }
1468 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1469
1470 /*
1471  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1472  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1473  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1474  * after a reboot, and after kexec.
1475  *
1476  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1477  * kexec kernel or for placing kexec images:
1478  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1479  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1480  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1481  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1482  *
1483  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1484  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1485  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1486  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1487  *
1488  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1489  * "System RAM ($DRIVER)".
1490  */
1491 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1492                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1493 {
1494         struct resource *res;
1495         int rc;
1496
1497         if (!resource_name ||
1498             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1499             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1500                 return -EINVAL;
1501
1502         lock_device_hotplug();
1503
1504         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1505         if (IS_ERR(res)) {
1506                 rc = PTR_ERR(res);
1507                 goto out_unlock;
1508         }
1509
1510         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1511         if (rc < 0)
1512                 release_memory_resource(res);
1513
1514 out_unlock:
1515         unlock_device_hotplug();
1516         return rc;
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1519
1520 /*
1521  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1522  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1523  * linear mapping could be created. The platform returned address
1524  * range must adhere to these following semantics.
1525  *
1526  * - range.start <= range.end
1527  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1528  *
1529  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1530  * entire possible physical address range in case any platform does
1531  * not define arch_get_mappable_range().
1532  */
1533 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1534 {
1535         struct range mhp_range = {
1536                 .start = 0UL,
1537                 .end = -1ULL,
1538         };
1539         return mhp_range;
1540 }
1541
1542 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1543 {
1544         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1545         struct range mhp_range;
1546
1547         if (need_mapping) {
1548                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1549                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1550                         mhp_range.start = 0;
1551                         mhp_range.end = 0;
1552                 }
1553                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1554         } else {
1555                 mhp_range.start = 0;
1556                 mhp_range.end = max_phys;
1557         }
1558         return mhp_range;
1559 }
1560 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1561
1562 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1563 {
1564         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1565         u64 end = start + size;
1566
1567         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1568                 return true;
1569
1570         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1571                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1572         return false;
1573 }
1574
1575 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1576 /*
1577  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1578  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1579  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1580  * definitely unmovable pages.
1581  *
1582  * Returns:
1583  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1584  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1585  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1586  */
1587 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1588                               unsigned long *movable_pfn)
1589 {
1590         unsigned long pfn;
1591
1592         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1593                 struct page *page, *head;
1594                 unsigned long skip;
1595
1596                 if (!pfn_valid(pfn))
1597                         continue;
1598                 page = pfn_to_page(pfn);
1599                 if (PageLRU(page))
1600                         goto found;
1601                 if (__PageMovable(page))
1602                         goto found;
1603
1604                 /*
1605                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1606                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1607                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1608                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1609                  */
1610                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1611                         return -EBUSY;
1612
1613                 if (!PageHuge(page))
1614                         continue;
1615                 head = compound_head(page);
1616                 /*
1617                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1618                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1619                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1620                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1621                  * code must deal with these scenarios.
1622                  */
1623                 if (HPageMigratable(head))
1624                         goto found;
1625                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1626                 pfn += skip - 1;
1627         }
1628         return -ENOENT;
1629 found:
1630         *movable_pfn = pfn;
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1635 {
1636         unsigned long pfn;
1637         struct page *page, *head;
1638         LIST_HEAD(source);
1639         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1640                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1641
1642         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1643                 struct folio *folio;
1644                 bool isolated;
1645
1646                 if (!pfn_valid(pfn))
1647                         continue;
1648                 page = pfn_to_page(pfn);
1649                 folio = page_folio(page);
1650                 head = &folio->page;
1651
1652                 if (PageHuge(page)) {
1653                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1654                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1655                         continue;
1656                 } else if (PageTransHuge(page))
1657                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1658
1659                 /*
1660                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1661                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1662                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1663                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1664                  * the unmap as the catch all safety net).
1665                  */
1666                 if (PageHWPoison(page)) {
1667                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1668                                 folio_isolate_lru(folio);
1669                         if (folio_mapped(folio))
1670                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1671                         continue;
1672                 }
1673
1674                 if (!get_page_unless_zero(page))
1675                         continue;
1676                 /*
1677                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1678                  * LRU and non-lru movable pages.
1679                  */
1680                 if (PageLRU(page))
1681                         isolated = isolate_lru_page(page);
1682                 else
1683                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1684                 if (isolated) {
1685                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1686                         if (!__PageMovable(page))
1687                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1688                                                     page_is_file_lru(page));
1689
1690                 } else {
1691                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1692                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1693                                 dump_page(page, "isolation failed");
1694                         }
1695                 }
1696                 put_page(page);
1697         }
1698         if (!list_empty(&source)) {
1699                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1700                 struct migration_target_control mtc = {
1701                         .nmask = &nmask,
1702                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1703                 };
1704                 int ret;
1705
1706                 /*
1707                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1708                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1709                  */
1710                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1711
1712                 /*
1713                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1714                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1715                  * offlining a part of the only existing node)
1716                  */
1717                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1718                 if (nodes_empty(nmask))
1719                         node_set(mtc.nid, nmask);
1720                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1721                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1722                 if (ret) {
1723                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1724                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1725                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1726                                                 page_to_pfn(page), ret);
1727                                         dump_page(page, "migration failure");
1728                                 }
1729                         }
1730                         putback_movable_pages(&source);
1731                 }
1732         }
1733 }
1734
1735 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1736 {
1737         movable_node_enabled = true;
1738         return 0;
1739 }
1740 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1741
1742 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1743 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1744                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1745 {
1746         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1747         unsigned long present_pages = 0;
1748         enum zone_type zt;
1749
1750         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1751         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1752
1753         /*
1754          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1755          * If the memory to be offline is within the range
1756          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1757          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1758          * thus we can determine that we need to clear the node from
1759          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1760          */
1761         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1762                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1763         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1764                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1765
1766         /*
1767          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1768          * does not apply as we don't support 32bit.
1769          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1770          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1771          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1772          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1773          * it for N_MEMORY as well.
1774          */
1775         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1776
1777         if (nr_pages >= present_pages)
1778                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1779 }
1780
1781 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1782 {
1783         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1784                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1785
1786         if (arg->status_change_nid >= 0)
1787                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1788 }
1789
1790 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1791                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1792 {
1793         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1794
1795         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1796         return 0;
1797 }
1798
1799 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1800                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1801 {
1802         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1803         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1804         const int node = zone_to_nid(zone);
1805         unsigned long flags;
1806         struct memory_notify arg;
1807         char *reason;
1808         int ret;
1809
1810         /*
1811          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1812          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1813          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1814          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1815          * aligned.
1816          */
1817         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1818                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1819                 return -EINVAL;
1820
1821         mem_hotplug_begin();
1822
1823         /*
1824          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1825          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1826          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1827          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1828          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1829          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1830          */
1831         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1832                               count_system_ram_pages_cb);
1833         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1834                 ret = -EINVAL;
1835                 reason = "memory holes";
1836                 goto failed_removal;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1841          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1842          * want to remove in the future.
1843          */
1844         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1845                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1846                 ret = -EINVAL;
1847                 reason = "multizone range";
1848                 goto failed_removal;
1849         }
1850
1851         /*
1852          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1853          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1854          */
1855         zone_pcp_disable(zone);
1856         lru_cache_disable();
1857
1858         /* set above range as isolated */
1859         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1860                                        MIGRATE_MOVABLE,
1861                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1862                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1863         if (ret) {
1864                 reason = "failure to isolate range";
1865                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1866         }
1867
1868         arg.start_pfn = start_pfn;
1869         arg.nr_pages = nr_pages;
1870         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1871
1872         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1873         ret = notifier_to_errno(ret);
1874         if (ret) {
1875                 reason = "notifier failure";
1876                 goto failed_removal_isolated;
1877         }
1878
1879         do {
1880                 pfn = start_pfn;
1881                 do {
1882                         if (signal_pending(current)) {
1883                                 ret = -EINTR;
1884                                 reason = "signal backoff";
1885                                 goto failed_removal_isolated;
1886                         }
1887
1888                         cond_resched();
1889
1890                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1891                         if (!ret) {
1892                                 /*
1893                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1894                                  * out
1895                                  */
1896                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1897                         }
1898                 } while (!ret);
1899
1900                 if (ret != -ENOENT) {
1901                         reason = "unmovable page";
1902                         goto failed_removal_isolated;
1903                 }
1904
1905                 /*
1906                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1907                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1908                  * counting consistent.
1909                  */
1910                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1911                 if (ret) {
1912                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1913                         goto failed_removal_isolated;
1914                 }
1915
1916                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1917
1918         } while (ret);
1919
1920         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1921         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1922         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1923
1924         /*
1925          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1926          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1927          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1928          */
1929         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1930         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1931         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1932
1933         lru_cache_enable();
1934         zone_pcp_enable(zone);
1935
1936         /* removal success */
1937         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1938         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
1939
1940         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1941         init_per_zone_wmark_min();
1942
1943         if (!populated_zone(zone)) {
1944                 zone_pcp_reset(zone);
1945                 build_all_zonelists(NULL);
1946         }
1947
1948         node_states_clear_node(node, &arg);
1949         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1950                 kcompactd_stop(node);
1951                 kswapd_stop(node);
1952         }
1953
1954         writeback_set_ratelimit();
1955
1956         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1957         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1958         mem_hotplug_done();
1959         return 0;
1960
1961 failed_removal_isolated:
1962         /* pushback to free area */
1963         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1964         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1965 failed_removal_pcplists_disabled:
1966         lru_cache_enable();
1967         zone_pcp_enable(zone);
1968 failed_removal:
1969         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1970                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1971                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1972                  reason);
1973         mem_hotplug_done();
1974         return ret;
1975 }
1976
1977 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1978 {
1979         int *nid = arg;
1980
1981         *nid = mem->nid;
1982         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
1983                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1984
1985                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1986                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1987                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1988                         &beginpa, &endpa);
1989
1990                 return -EBUSY;
1991         }
1992         return 0;
1993 }
1994
1995 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1996 {
1997         /*
1998          * If not set, continue with the next block.
1999          */
2000         return mem->nr_vmemmap_pages;
2001 }
2002
2003 static int check_cpu_on_node(int nid)
2004 {
2005         int cpu;
2006
2007         for_each_present_cpu(cpu) {
2008                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2009                         /*
2010                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2011                          * offline this node.
2012                          */
2013                         return -EBUSY;
2014         }
2015
2016         return 0;
2017 }
2018
2019 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2020 {
2021         int nid = *(int *)arg;
2022
2023         /*
2024          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2025          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2026          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2027          */
2028         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2029 }
2030
2031 /**
2032  * try_offline_node
2033  * @nid: the node ID
2034  *
2035  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2036  *
2037  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2038  * and online/offline operations before this call.
2039  */
2040 void try_offline_node(int nid)
2041 {
2042         int rc;
2043
2044         /*
2045          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2046          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2047          * e.g., after the memory block was onlined.
2048          */
2049         if (node_spanned_pages(nid))
2050                 return;
2051
2052         /*
2053          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2054          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2055          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2056          */
2057         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2058         if (rc)
2059                 return;
2060
2061         if (check_cpu_on_node(nid))
2062                 return;
2063
2064         /*
2065          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2066          * node now.
2067          */
2068         node_set_offline(nid);
2069         unregister_one_node(nid);
2070 }
2071 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2072
2073 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2074 {
2075         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2076         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2077         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2078         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2079
2080         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2081
2082         /*
2083          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2084          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2085          * if this is not the case.
2086          *
2087          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2088          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2089          * enough for the cases we care about.
2090          */
2091         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2092         if (rc)
2093                 return rc;
2094
2095         /*
2096          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2097          * the same granularity it was added - a single memory block.
2098          */
2099         if (mhp_memmap_on_memory()) {
2100                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2101                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2102                 if (nr_vmemmap_pages) {
2103                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2104                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2105                                         "wrong granularity\n",
2106                                         start, start + size);
2107                                 return -EINVAL;
2108                         }
2109
2110                         /*
2111                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2112                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2113                          * the range.
2114                          */
2115                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2116                         altmap = &mhp_altmap;
2117                 }
2118         }
2119
2120         /* remove memmap entry */
2121         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2122
2123         /*
2124          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2125          * a barrier against racing online attempts.
2126          */
2127         remove_memory_block_devices(start, size);
2128
2129         mem_hotplug_begin();
2130
2131         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2132
2133         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2134                 memblock_phys_free(start, size);
2135                 memblock_remove(start, size);
2136         }
2137
2138         release_mem_region_adjustable(start, size);
2139
2140         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2141                 try_offline_node(nid);
2142
2143         mem_hotplug_done();
2144         return 0;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2149  * @start: physical address of the region to remove
2150  * @size: size of the region to remove
2151  *
2152  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2153  * and online/offline operations before this call, as required by
2154  * try_offline_node().
2155  */
2156 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2157 {
2158
2159         /*
2160          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2161          * function
2162          */
2163         if (try_remove_memory(start, size))
2164                 BUG();
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2169  * some memory is not offline
2170  */
2171 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2172 {
2173         int rc;
2174
2175         lock_device_hotplug();
2176         rc = try_remove_memory(start, size);
2177         unlock_device_hotplug();
2178
2179         return rc;
2180 }
2181 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2182
2183 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2184 {
2185         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2186         uint8_t **online_types = arg;
2187         struct page *page;
2188         int rc;
2189
2190         /*
2191          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2192          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2193          * by offlining code ... so we don't care about that.
2194          */
2195         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2196         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2197                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2198
2199         rc = device_offline(&mem->dev);
2200         /*
2201          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2202          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2203          */
2204         if (!rc)
2205                 **online_types = online_type;
2206
2207         (*online_types)++;
2208         /* Ignore if already offline. */
2209         return rc < 0 ? rc : 0;
2210 }
2211
2212 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2213 {
2214         uint8_t **online_types = arg;
2215         int rc;
2216
2217         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2218                 mem->online_type = **online_types;
2219                 rc = device_online(&mem->dev);
2220                 if (rc < 0)
2221                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2222                                 __func__, rc);
2223         }
2224
2225         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2226         (*online_types)++;
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2232  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2233  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2234  * that memory.
2235  */
2236 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2237 {
2238         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2239         uint8_t *online_types, *tmp;
2240         int rc;
2241
2242         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2243             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2244                 return -EINVAL;
2245
2246         /*
2247          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2248          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2249          * after offlining some others succeeded.
2250          */
2251         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2252                                      GFP_KERNEL);
2253         if (!online_types)
2254                 return -ENOMEM;
2255         /*
2256          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2257          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2258          * try_reonline_memory_block().
2259          */
2260         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2261
2262         lock_device_hotplug();
2263
2264         tmp = online_types;
2265         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2266
2267         /*
2268          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2269          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2270          */
2271         if (!rc) {
2272                 rc = try_remove_memory(start, size);
2273                 if (rc)
2274                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2275         }
2276
2277         /*
2278          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2279          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2280          */
2281         if (rc) {
2282                 tmp = online_types;
2283                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2284                                    try_reonline_memory_block);
2285         }
2286         unlock_device_hotplug();
2287
2288         kfree(online_types);
2289         return rc;
2290 }
2291 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2292 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */