Merge tag 'pwm/for-6.8-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/thierry...
[linux-block.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/migrate.h>
27 #include <linux/page-isolation.h>
28 #include <linux/pfn.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/firmware-map.h>
32 #include <linux/stop_machine.h>
33 #include <linux/hugetlb.h>
34 #include <linux/memblock.h>
35 #include <linux/compaction.h>
36 #include <linux/rmap.h>
37 #include <linux/module.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42 #include "shuffle.h"
43
44 enum {
45         MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE = 0,
46         MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE,
47         MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE,
48 };
49
50 static int memmap_mode __read_mostly = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
51
52 static inline unsigned long memory_block_memmap_size(void)
53 {
54         return PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()) * sizeof(struct page);
55 }
56
57 static inline unsigned long memory_block_memmap_on_memory_pages(void)
58 {
59         unsigned long nr_pages = PFN_UP(memory_block_memmap_size());
60
61         /*
62          * In "forced" memmap_on_memory mode, we add extra pages to align the
63          * vmemmap size to cover full pageblocks. That way, we can add memory
64          * even if the vmemmap size is not properly aligned, however, we might waste
65          * memory.
66          */
67         if (memmap_mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
68                 return pageblock_align(nr_pages);
69         return nr_pages;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
73 /*
74  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
75  */
76 static int set_memmap_mode(const char *val, const struct kernel_param *kp)
77 {
78         int ret, mode;
79         bool enabled;
80
81         if (sysfs_streq(val, "force") ||  sysfs_streq(val, "FORCE")) {
82                 mode = MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE;
83         } else {
84                 ret = kstrtobool(val, &enabled);
85                 if (ret < 0)
86                         return ret;
87                 if (enabled)
88                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE;
89                 else
90                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
91         }
92         *((int *)kp->arg) = mode;
93         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE) {
94                 unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
95
96                 pr_info_once("Memory hotplug will waste %ld pages in each memory block\n",
97                              memmap_pages - PFN_UP(memory_block_memmap_size()));
98         }
99         return 0;
100 }
101
102 static int get_memmap_mode(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
103 {
104         if (*((int *)kp->arg) == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
105                 return sprintf(buffer,  "force\n");
106         return param_get_bool(buffer, kp);
107 }
108
109 static const struct kernel_param_ops memmap_mode_ops = {
110         .set = set_memmap_mode,
111         .get = get_memmap_mode,
112 };
113 module_param_cb(memmap_on_memory, &memmap_mode_ops, &memmap_mode, 0444);
114 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug\n"
115                  "With value \"force\" it could result in memory wastage due "
116                  "to memmap size limitations (Y/N/force)");
117
118 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
119 {
120         return memmap_mode != MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
121 }
122 #else
123 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
124 {
125         return false;
126 }
127 #endif
128
129 enum {
130         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
131         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
132 };
133
134 static const char * const online_policy_to_str[] = {
135         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
136         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
137 };
138
139 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
140 {
141         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
142
143         if (ret < 0)
144                 return ret;
145         *((int *)kp->arg) = ret;
146         return 0;
147 }
148
149 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
150 {
151         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
152 }
153
154 /*
155  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
156  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
157  *
158  * "contig-zones": keep zone contiguous
159  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
160  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
161  */
162 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
163 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
164         .set = set_online_policy,
165         .get = get_online_policy,
166 };
167 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
168 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
169                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
170                 "Default: \"contig-zones\"");
171
172 /*
173  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
174  *
175  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
176  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
177  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
178  */
179 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
180 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
181 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
182                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
183                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
184
185 /*
186  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
187  */
188 #ifdef CONFIG_NUMA
189 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
190 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
191 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
192                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
193                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
194 #endif /* CONFIG_NUMA */
195
196 /*
197  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
198  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
199  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
200  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
201  */
202
203 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
204 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
205
206 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
207
208 void get_online_mems(void)
209 {
210         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
211 }
212
213 void put_online_mems(void)
214 {
215         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
216 }
217
218 bool movable_node_enabled = false;
219
220 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
221 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
222 #else
223 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
224 #endif
225
226 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
227 {
228         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
229
230         if (online_type >= 0)
231                 mhp_default_online_type = online_type;
232
233         return 1;
234 }
235 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
236
237 void mem_hotplug_begin(void)
238 {
239         cpus_read_lock();
240         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
241 }
242
243 void mem_hotplug_done(void)
244 {
245         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
246         cpus_read_unlock();
247 }
248
249 u64 max_mem_size = U64_MAX;
250
251 /* add this memory to iomem resource */
252 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
253                                                  const char *resource_name)
254 {
255         struct resource *res;
256         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
257
258         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
259                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
260
261         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
262                 return ERR_PTR(-E2BIG);
263
264         /*
265          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
266          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
267          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
268          * details.
269          */
270         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
271                 return ERR_PTR(-E2BIG);
272
273         /*
274          * Request ownership of the new memory range.  This might be
275          * a child of an existing resource that was present but
276          * not marked as busy.
277          */
278         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
279                                resource_name, flags);
280
281         if (!res) {
282                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
283                                 start, start + size);
284                 return ERR_PTR(-EEXIST);
285         }
286         return res;
287 }
288
289 static void release_memory_resource(struct resource *res)
290 {
291         if (!res)
292                 return;
293         release_resource(res);
294         kfree(res);
295 }
296
297 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
298 {
299         /*
300          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
301          * allow operations smaller than a section for
302          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
303          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
304          * memory that will be marked online, so this check should only
305          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
306          * add_memory_resource().
307          */
308         unsigned long min_align;
309
310         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
311                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
312         else
313                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
314         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
315                 return -EINVAL;
316         return 0;
317 }
318
319 /*
320  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
321  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
322  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
323  */
324 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
325 {
326         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
327         struct dev_pagemap *pgmap;
328         struct mem_section *ms;
329
330         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
331                 return NULL;
332
333         ms = __nr_to_section(nr);
334         if (!online_section(ms))
335                 return NULL;
336
337         /*
338          * Save some code text when online_section() +
339          * pfn_section_valid() are sufficient.
340          */
341         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
342                 return NULL;
343
344         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
345                 return NULL;
346
347         if (!online_device_section(ms))
348                 return pfn_to_page(pfn);
349
350         /*
351          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
352          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
353          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
354          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
355          */
356         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
357         put_dev_pagemap(pgmap);
358
359         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
360         if (pgmap)
361                 return NULL;
362
363         return pfn_to_page(pfn);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
366
367 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
368                 struct mhp_params *params)
369 {
370         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
371         unsigned long cur_nr_pages;
372         int err;
373         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
374
375         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
376                 return -EINVAL;
377
378         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
379
380         if (altmap) {
381                 /*
382                  * Validate altmap is within bounds of the total request
383                  */
384                 if (altmap->base_pfn != pfn
385                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
386                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
387                         return -EINVAL;
388                 }
389                 altmap->alloc = 0;
390         }
391
392         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
393                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
394                 return -EINVAL;
395         }
396
397         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
398                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
399                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
400                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
401                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
402                                          params->pgmap);
403                 if (err)
404                         break;
405                 cond_resched();
406         }
407         vmemmap_populate_print_last();
408         return err;
409 }
410
411 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
412 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
413                                      unsigned long start_pfn,
414                                      unsigned long end_pfn)
415 {
416         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
417                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
418                         continue;
419
420                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
421                         continue;
422
423                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
424                         continue;
425
426                 return start_pfn;
427         }
428
429         return 0;
430 }
431
432 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
433 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
434                                     unsigned long start_pfn,
435                                     unsigned long end_pfn)
436 {
437         unsigned long pfn;
438
439         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
440         pfn = end_pfn - 1;
441         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
442                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
443                         continue;
444
445                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
446                         continue;
447
448                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
449                         continue;
450
451                 return pfn;
452         }
453
454         return 0;
455 }
456
457 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
458                              unsigned long end_pfn)
459 {
460         unsigned long pfn;
461         int nid = zone_to_nid(zone);
462
463         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
464                 /*
465                  * If the section is smallest section in the zone, it need
466                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
467                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
468                  * for shrinking zone.
469                  */
470                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
471                                                 zone_end_pfn(zone));
472                 if (pfn) {
473                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
474                         zone->zone_start_pfn = pfn;
475                 } else {
476                         zone->zone_start_pfn = 0;
477                         zone->spanned_pages = 0;
478                 }
479         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
480                 /*
481                  * If the section is biggest section in the zone, it need
482                  * shrink zone->spanned_pages.
483                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
484                  * shrinking zone.
485                  */
486                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
487                                                start_pfn);
488                 if (pfn)
489                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
490                 else {
491                         zone->zone_start_pfn = 0;
492                         zone->spanned_pages = 0;
493                 }
494         }
495 }
496
497 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
498 {
499         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
500         struct zone *zone;
501
502         for (zone = pgdat->node_zones;
503              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
504                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
505
506                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
507                 if (!zone->spanned_pages)
508                         continue;
509                 if (!node_end_pfn) {
510                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
511                         node_end_pfn = end_pfn;
512                         continue;
513                 }
514
515                 if (end_pfn > node_end_pfn)
516                         node_end_pfn = end_pfn;
517                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
518                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
519         }
520
521         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
522         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
523 }
524
525 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
526                                       unsigned long start_pfn,
527                                       unsigned long nr_pages)
528 {
529         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
530         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
531         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
532
533         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
534         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
535                 cond_resched();
536
537                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
538                 cur_nr_pages =
539                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
540                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
541                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
542         }
543
544         /*
545          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
546          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
547          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
548          */
549         if (zone_is_zone_device(zone))
550                 return;
551
552         clear_zone_contiguous(zone);
553
554         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
555         update_pgdat_span(pgdat);
556
557         set_zone_contiguous(zone);
558 }
559
560 /**
561  * __remove_pages() - remove sections of pages
562  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
563  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
564  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
565  *
566  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
567  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
568  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
569  * calling offline_pages().
570  */
571 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
572                     struct vmem_altmap *altmap)
573 {
574         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
575         unsigned long cur_nr_pages;
576
577         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
578                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
579                 return;
580         }
581
582         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
583                 cond_resched();
584                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
585                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
586                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
587                 sparse_remove_section(pfn, cur_nr_pages, altmap);
588         }
589 }
590
591 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
592 {
593         int rc = -EINVAL;
594
595         get_online_mems();
596         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
597
598         if (online_page_callback == generic_online_page) {
599                 online_page_callback = callback;
600                 rc = 0;
601         }
602
603         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
604         put_online_mems();
605
606         return rc;
607 }
608 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
609
610 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
611 {
612         int rc = -EINVAL;
613
614         get_online_mems();
615         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
616
617         if (online_page_callback == callback) {
618                 online_page_callback = generic_online_page;
619                 rc = 0;
620         }
621
622         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
623         put_online_mems();
624
625         return rc;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
628
629 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
630 {
631         /*
632          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
633          * so we should map it first. This is better than introducing a special
634          * case in page freeing fast path.
635          */
636         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
637         __free_pages_core(page, order);
638         totalram_pages_add(1UL << order);
639 }
640 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
641
642 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
643 {
644         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
645         unsigned long pfn;
646
647         /*
648          * Online the pages in MAX_PAGE_ORDER aligned chunks. The callback might
649          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
650          * later). We account all pages as being online and belonging to this
651          * zone ("present").
652          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
653          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
654          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
655          */
656         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
657                 int order;
658
659                 /*
660                  * Free to online pages in the largest chunks alignment allows.
661                  *
662                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
663                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, Set order to MAX_PAGE_ORDER for
664                  * the case.
665                  */
666                 if (pfn)
667                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(pfn));
668                 else
669                         order = MAX_PAGE_ORDER;
670
671                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
672                 pfn += (1UL << order);
673         }
674
675         /* mark all involved sections as online */
676         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
677 }
678
679 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
680 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
681         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
682 {
683         int nid = zone_to_nid(zone);
684
685         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
686         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
687
688         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
689                 arg->status_change_nid = nid;
690         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
691                 arg->status_change_nid_normal = nid;
692 }
693
694 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
695 {
696         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
697                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
698
699         if (arg->status_change_nid >= 0)
700                 node_set_state(node, N_MEMORY);
701 }
702
703 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
704                 unsigned long nr_pages)
705 {
706         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
707
708         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
709                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
710
711         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
712 }
713
714 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
715                                      unsigned long nr_pages)
716 {
717         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
718
719         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
720                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
721
722         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
723
724 }
725
726 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
727 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
728 {
729         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
730
731         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
732 }
733 #else
734 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
735 {
736 }
737 #endif
738
739 /*
740  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
741  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
742  * call, all affected pages are PG_reserved.
743  *
744  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
745  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
746  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
747  */
748 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
749                                   unsigned long nr_pages,
750                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
751 {
752         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
753         int nid = pgdat->node_id;
754
755         clear_zone_contiguous(zone);
756
757         if (zone_is_empty(zone))
758                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
759         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
760         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
761
762         /*
763          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
764          * Set the taint to enable the slow path detection of
765          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
766          * section.
767          */
768         if (zone_is_zone_device(zone)) {
769                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
770                         section_taint_zone_device(start_pfn);
771                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
772                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
773         }
774
775         /*
776          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
777          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
778          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
779          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
780          */
781         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
782                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
783
784         set_zone_contiguous(zone);
785 }
786
787 struct auto_movable_stats {
788         unsigned long kernel_early_pages;
789         unsigned long movable_pages;
790 };
791
792 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
793                                             struct zone *zone)
794 {
795         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
796                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
797         } else {
798                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
799 #ifdef CONFIG_CMA
800                 /*
801                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
802                  * ZONE_MOVABLE.
803                  */
804                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
805                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
806 #endif /* CONFIG_CMA */
807         }
808 }
809 struct auto_movable_group_stats {
810         unsigned long movable_pages;
811         unsigned long req_kernel_early_pages;
812 };
813
814 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
815                                            void *arg)
816 {
817         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
818         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
819         long pages;
820
821         /*
822          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
823          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
824          */
825         if (!ratio)
826                 return 0;
827
828         /*
829          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
830          * satisfy the configured zone ratio.
831          */
832         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
833         pages -= group->present_kernel_pages;
834
835         if (pages > 0)
836                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
837         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
838         return 0;
839 }
840
841 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
842                                             unsigned long nr_pages)
843 {
844         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
845         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
846         struct auto_movable_stats stats = {};
847         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
848         struct zone *zone;
849         int i;
850
851         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
852         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
853                 /* TODO: cache values */
854                 for_each_populated_zone(zone)
855                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
856         } else {
857                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
858                         zone = pgdat->node_zones + i;
859                         if (populated_zone(zone))
860                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
861                 }
862         }
863
864         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
865         movable_pages = stats.movable_pages;
866
867         /*
868          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
869          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
870          * current group from the stats.
871          */
872         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
873                                    group, &group_stats);
874         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
875                 return false;
876         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
877         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
878
879         if (group && group->is_dynamic)
880                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
881
882         /*
883          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
884          * and still stay in the configured ratio.
885          */
886         movable_pages += nr_pages;
887         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
888 }
889
890 /*
891  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
892  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
893  * to the ZONE_NORMAL.
894  */
895 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
896                 unsigned long nr_pages)
897 {
898         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
899         int zid;
900
901         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
902                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
903
904                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
905                         return zone;
906         }
907
908         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
909 }
910
911 /*
912  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
913  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
914  *
915  *   MOVABLE : KERNEL
916  *
917  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
918  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
919  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
920  *
921  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
922  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
923  *
924  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
925  *
926  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
927  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
928  *
929  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
930  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
931  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
932  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
933  *    imbalances.
934  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
935  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
936  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
937  *    still work, it is barely relevant in practice.
938  *
939  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
940  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
941  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
942  *
943  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
944  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
945  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
946  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
947  * can even migrate inflated pages between zones.
948  *
949  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
950  *
951  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
952  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
953  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
954  *    (e.g., fraction of system memory).
955  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
956  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
957  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
958  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
959  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
960  */
961 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
962                                               struct memory_group *group,
963                                               unsigned long pfn,
964                                               unsigned long nr_pages)
965 {
966         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
967         struct page *page;
968
969         if (!auto_movable_ratio)
970                 goto kernel_zone;
971
972         if (group && !group->is_dynamic) {
973                 max_pages = group->s.max_pages;
974                 online_pages = group->present_movable_pages;
975
976                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
977                 if (group->present_kernel_pages)
978                         goto kernel_zone;
979         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
980                 max_pages = nr_pages;
981         } else {
982                 max_pages = group->d.unit_pages;
983                 /*
984                  * Take a look at all online sections in the current unit.
985                  * We can safely assume that all pages within a section belong
986                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
987                  * with hotplugged memory.
988                  */
989                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
990                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
991                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
992                         page = pfn_to_online_page(pfn);
993                         if (!page)
994                                 continue;
995                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
996                         if (!is_zone_movable_page(page))
997                                 goto kernel_zone;
998                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
999                 }
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
1004          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
1005          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
1006          */
1007         nr_pages = max_pages - online_pages;
1008         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
1009                 goto kernel_zone;
1010
1011 #ifdef CONFIG_NUMA
1012         if (auto_movable_numa_aware &&
1013             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
1014                 goto kernel_zone;
1015 #endif /* CONFIG_NUMA */
1016
1017         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1018 kernel_zone:
1019         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
1020 }
1021
1022 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
1023                 unsigned long nr_pages)
1024 {
1025         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
1026                         nr_pages);
1027         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1028         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
1029         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
1030
1031         /*
1032          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
1033          * overlap in the given range
1034          */
1035         if (in_kernel ^ in_movable)
1036                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
1037
1038         /*
1039          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
1040          * given range then we use movable zone only if movable_node is
1041          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
1042          */
1043         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
1044 }
1045
1046 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
1047                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
1048                 unsigned long nr_pages)
1049 {
1050         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1051                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1052
1053         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1054                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1055
1056         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1057                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1058
1059         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1064  * and {online,offline}_pages.
1065  */
1066 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1067                                long nr_pages)
1068 {
1069         struct zone *zone = page_zone(page);
1070         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1071
1072         /*
1073          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1074          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1075          */
1076         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1077                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1078         zone->present_pages += nr_pages;
1079         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1080
1081         if (group && movable)
1082                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1083         else if (group && !movable)
1084                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1085 }
1086
1087 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1088                               struct zone *zone)
1089 {
1090         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1091         int ret, i;
1092
1093         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1094         if (ret)
1095                 return ret;
1096
1097         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1098
1099         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1100                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1101
1102         /*
1103          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1104          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1105          * left offline.
1106          */
1107         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1108                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1109
1110         return ret;
1111 }
1112
1113 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1114 {
1115         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1116
1117         /*
1118          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1119          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1120          * left online.
1121          */
1122         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1123                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1124
1125         /*
1126          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1127          * we can reset its state here.
1128          */
1129         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1130         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1135  */
1136 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1137                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1138 {
1139         unsigned long flags;
1140         int need_zonelists_rebuild = 0;
1141         const int nid = zone_to_nid(zone);
1142         int ret;
1143         struct memory_notify arg;
1144
1145         /*
1146          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1147          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1148          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1149          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1150          * aligned.
1151          */
1152         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1153                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1154                 return -EINVAL;
1155
1156
1157         /* associate pfn range with the zone */
1158         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1159
1160         arg.start_pfn = pfn;
1161         arg.nr_pages = nr_pages;
1162         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1163
1164         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1165         ret = notifier_to_errno(ret);
1166         if (ret)
1167                 goto failed_addition;
1168
1169         /*
1170          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1171          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1172          */
1173         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1174         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1175         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1176
1177         /*
1178          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1179          * This means the page allocator ignores this zone.
1180          * So, zonelist must be updated after online.
1181          */
1182         if (!populated_zone(zone)) {
1183                 need_zonelists_rebuild = 1;
1184                 setup_zone_pageset(zone);
1185         }
1186
1187         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1188         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1189
1190         node_states_set_node(nid, &arg);
1191         if (need_zonelists_rebuild)
1192                 build_all_zonelists(NULL);
1193
1194         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1195         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1196
1197         /*
1198          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1199          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1200          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1201          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1202          */
1203         shuffle_zone(zone);
1204
1205         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1206         init_per_zone_wmark_min();
1207
1208         kswapd_run(nid);
1209         kcompactd_run(nid);
1210
1211         writeback_set_ratelimit();
1212
1213         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1214         return 0;
1215
1216 failed_addition:
1217         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1218                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1219                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1220         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1221         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1226 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1227 {
1228         struct pglist_data *pgdat;
1229
1230         /*
1231          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1232          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1233          * Completely offline nodes stay around and they just need
1234          * reintialization.
1235          */
1236         pgdat = NODE_DATA(nid);
1237
1238         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1239         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1240
1241         /*
1242          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1243          * to access not-initialized zonelist, build here.
1244          */
1245         build_all_zonelists(pgdat);
1246
1247         return pgdat;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * __try_online_node - online a node if offlined
1252  * @nid: the node ID
1253  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1254  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1255  *
1256  * Returns:
1257  * 1 -> a new node has been allocated
1258  * 0 -> the node is already online
1259  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1260  */
1261 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1262 {
1263         pg_data_t *pgdat;
1264         int ret = 1;
1265
1266         if (node_online(nid))
1267                 return 0;
1268
1269         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1270         if (!pgdat) {
1271                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1272                 ret = -ENOMEM;
1273                 goto out;
1274         }
1275
1276         if (set_node_online) {
1277                 node_set_online(nid);
1278                 ret = register_one_node(nid);
1279                 BUG_ON(ret);
1280         }
1281 out:
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Users of this function always want to online/register the node
1287  */
1288 int try_online_node(int nid)
1289 {
1290         int ret;
1291
1292         mem_hotplug_begin();
1293         ret =  __try_online_node(nid, true);
1294         mem_hotplug_done();
1295         return ret;
1296 }
1297
1298 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1299 {
1300         /* memory range must be block size aligned */
1301         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1302             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1303                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1304                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1305                 return -EINVAL;
1306         }
1307
1308         return 0;
1309 }
1310
1311 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1312 {
1313         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1314         return device_online(&mem->dev);
1315 }
1316
1317 #ifndef arch_supports_memmap_on_memory
1318 static inline bool arch_supports_memmap_on_memory(unsigned long vmemmap_size)
1319 {
1320         /*
1321          * As default, we want the vmemmap to span a complete PMD such that we
1322          * can map the vmemmap using a single PMD if supported by the
1323          * architecture.
1324          */
1325         return IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE);
1326 }
1327 #endif
1328
1329 static bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1330 {
1331         unsigned long vmemmap_size = memory_block_memmap_size();
1332         unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1333
1334         /*
1335          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1336          * need a few more assumptions to hold true:
1337          *
1338          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1339          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1340          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1341          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1342          *    feature more versatile.
1343          *
1344          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1345          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1346          *    other memory blocks)
1347          *
1348          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1349          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1350          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1351          *    set the migratetypes properly.
1352          *
1353          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1354          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1355          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1356          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1357          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1358          *       populate a single PMD.
1359          */
1360         if (!mhp_memmap_on_memory() || size != memory_block_size_bytes())
1361                 return false;
1362
1363         /*
1364          * Make sure the vmemmap allocation is fully contained
1365          * so that we always allocate vmemmap memory from altmap area.
1366          */
1367         if (!IS_ALIGNED(vmemmap_size, PAGE_SIZE))
1368                 return false;
1369
1370         /*
1371          * start pfn should be pageblock_nr_pages aligned for correctly
1372          * setting migrate types
1373          */
1374         if (!pageblock_aligned(memmap_pages))
1375                 return false;
1376
1377         if (memmap_pages == PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()))
1378                 /* No effective hotplugged memory doesn't make sense. */
1379                 return false;
1380
1381         return arch_supports_memmap_on_memory(vmemmap_size);
1382 }
1383
1384 static void __ref remove_memory_blocks_and_altmaps(u64 start, u64 size)
1385 {
1386         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1387         u64 cur_start;
1388
1389         /*
1390          * For memmap_on_memory, the altmaps were added on a per-memblock
1391          * basis; we have to process each individual memory block.
1392          */
1393         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1394              cur_start += memblock_size) {
1395                 struct vmem_altmap *altmap = NULL;
1396                 struct memory_block *mem;
1397
1398                 mem = find_memory_block(pfn_to_section_nr(PFN_DOWN(cur_start)));
1399                 if (WARN_ON_ONCE(!mem))
1400                         continue;
1401
1402                 altmap = mem->altmap;
1403                 mem->altmap = NULL;
1404
1405                 remove_memory_block_devices(cur_start, memblock_size);
1406
1407                 arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, altmap);
1408
1409                 /* Verify that all vmemmap pages have actually been freed. */
1410                 WARN(altmap->alloc, "Altmap not fully unmapped");
1411                 kfree(altmap);
1412         }
1413 }
1414
1415 static int create_altmaps_and_memory_blocks(int nid, struct memory_group *group,
1416                                             u64 start, u64 size)
1417 {
1418         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1419         u64 cur_start;
1420         int ret;
1421
1422         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1423              cur_start += memblock_size) {
1424                 struct mhp_params params = { .pgprot =
1425                                                      pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1426                 struct vmem_altmap mhp_altmap = {
1427                         .base_pfn = PHYS_PFN(cur_start),
1428                         .end_pfn = PHYS_PFN(cur_start + memblock_size - 1),
1429                 };
1430
1431                 mhp_altmap.free = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1432                 params.altmap = kmemdup(&mhp_altmap, sizeof(struct vmem_altmap),
1433                                         GFP_KERNEL);
1434                 if (!params.altmap) {
1435                         ret = -ENOMEM;
1436                         goto out;
1437                 }
1438
1439                 /* call arch's memory hotadd */
1440                 ret = arch_add_memory(nid, cur_start, memblock_size, &params);
1441                 if (ret < 0) {
1442                         kfree(params.altmap);
1443                         goto out;
1444                 }
1445
1446                 /* create memory block devices after memory was added */
1447                 ret = create_memory_block_devices(cur_start, memblock_size,
1448                                                   params.altmap, group);
1449                 if (ret) {
1450                         arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, NULL);
1451                         kfree(params.altmap);
1452                         goto out;
1453                 }
1454         }
1455
1456         return 0;
1457 out:
1458         if (ret && cur_start != start)
1459                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, cur_start - start);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1465  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1466  *
1467  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1468  */
1469 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1470 {
1471         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1472         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1473         struct memory_group *group = NULL;
1474         u64 start, size;
1475         bool new_node = false;
1476         int ret;
1477
1478         start = res->start;
1479         size = resource_size(res);
1480
1481         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1482         if (ret)
1483                 return ret;
1484
1485         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1486                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1487                 if (!group)
1488                         return -EINVAL;
1489                 nid = group->nid;
1490         }
1491
1492         if (!node_possible(nid)) {
1493                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1494                 return -EINVAL;
1495         }
1496
1497         mem_hotplug_begin();
1498
1499         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1500                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1501                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1502                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1503                 if (ret)
1504                         goto error_mem_hotplug_end;
1505         }
1506
1507         ret = __try_online_node(nid, false);
1508         if (ret < 0)
1509                 goto error;
1510         new_node = ret;
1511
1512         /*
1513          * Self hosted memmap array
1514          */
1515         if ((mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1516             mhp_supports_memmap_on_memory(memory_block_size_bytes())) {
1517                 ret = create_altmaps_and_memory_blocks(nid, group, start, size);
1518                 if (ret)
1519                         goto error;
1520         } else {
1521                 ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1522                 if (ret < 0)
1523                         goto error;
1524
1525                 /* create memory block devices after memory was added */
1526                 ret = create_memory_block_devices(start, size, NULL, group);
1527                 if (ret) {
1528                         arch_remove_memory(start, size, params.altmap);
1529                         goto error;
1530                 }
1531         }
1532
1533         if (new_node) {
1534                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1535                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1536                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1537                  * We online node here. We can't roll back from here.
1538                  */
1539                 node_set_online(nid);
1540                 ret = __register_one_node(nid);
1541                 BUG_ON(ret);
1542         }
1543
1544         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1545                                           PFN_UP(start + size - 1),
1546                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1547
1548         /* create new memmap entry */
1549         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1550                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1551
1552         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1553         mem_hotplug_done();
1554
1555         /*
1556          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1557          * merging now that adding succeeded.
1558          */
1559         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1560                 merge_system_ram_resource(res);
1561
1562         /* online pages if requested */
1563         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1564                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1565
1566         return ret;
1567 error:
1568         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1569                 memblock_remove(start, size);
1570 error_mem_hotplug_end:
1571         mem_hotplug_done();
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1576 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1577 {
1578         struct resource *res;
1579         int ret;
1580
1581         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1582         if (IS_ERR(res))
1583                 return PTR_ERR(res);
1584
1585         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1586         if (ret < 0)
1587                 release_memory_resource(res);
1588         return ret;
1589 }
1590
1591 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1592 {
1593         int rc;
1594
1595         lock_device_hotplug();
1596         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1597         unlock_device_hotplug();
1598
1599         return rc;
1600 }
1601 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1602
1603 /*
1604  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1605  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1606  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1607  * after a reboot, and after kexec.
1608  *
1609  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1610  * kexec kernel or for placing kexec images:
1611  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1612  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1613  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1614  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1615  *
1616  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1617  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1618  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1619  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1620  *
1621  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1622  * "System RAM ($DRIVER)".
1623  */
1624 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1625                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1626 {
1627         struct resource *res;
1628         int rc;
1629
1630         if (!resource_name ||
1631             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1632             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1633                 return -EINVAL;
1634
1635         lock_device_hotplug();
1636
1637         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1638         if (IS_ERR(res)) {
1639                 rc = PTR_ERR(res);
1640                 goto out_unlock;
1641         }
1642
1643         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1644         if (rc < 0)
1645                 release_memory_resource(res);
1646
1647 out_unlock:
1648         unlock_device_hotplug();
1649         return rc;
1650 }
1651 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1652
1653 /*
1654  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1655  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1656  * linear mapping could be created. The platform returned address
1657  * range must adhere to these following semantics.
1658  *
1659  * - range.start <= range.end
1660  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1661  *
1662  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1663  * entire possible physical address range in case any platform does
1664  * not define arch_get_mappable_range().
1665  */
1666 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1667 {
1668         struct range mhp_range = {
1669                 .start = 0UL,
1670                 .end = -1ULL,
1671         };
1672         return mhp_range;
1673 }
1674
1675 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1676 {
1677         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1678         struct range mhp_range;
1679
1680         if (need_mapping) {
1681                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1682                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1683                         mhp_range.start = 0;
1684                         mhp_range.end = 0;
1685                 }
1686                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1687         } else {
1688                 mhp_range.start = 0;
1689                 mhp_range.end = max_phys;
1690         }
1691         return mhp_range;
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1694
1695 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1696 {
1697         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1698         u64 end = start + size;
1699
1700         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1701                 return true;
1702
1703         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1704                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1705         return false;
1706 }
1707
1708 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1709 /*
1710  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1711  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1712  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1713  * definitely unmovable pages.
1714  *
1715  * Returns:
1716  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1717  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1718  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1719  */
1720 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1721                               unsigned long *movable_pfn)
1722 {
1723         unsigned long pfn;
1724
1725         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1726                 struct page *page, *head;
1727                 unsigned long skip;
1728
1729                 if (!pfn_valid(pfn))
1730                         continue;
1731                 page = pfn_to_page(pfn);
1732                 if (PageLRU(page))
1733                         goto found;
1734                 if (__PageMovable(page))
1735                         goto found;
1736
1737                 /*
1738                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1739                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1740                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1741                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1742                  */
1743                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1744                         return -EBUSY;
1745
1746                 if (!PageHuge(page))
1747                         continue;
1748                 head = compound_head(page);
1749                 /*
1750                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1751                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1752                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1753                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1754                  * code must deal with these scenarios.
1755                  */
1756                 if (HPageMigratable(head))
1757                         goto found;
1758                 skip = compound_nr(head) - (pfn - page_to_pfn(head));
1759                 pfn += skip - 1;
1760         }
1761         return -ENOENT;
1762 found:
1763         *movable_pfn = pfn;
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1768 {
1769         unsigned long pfn;
1770         struct page *page, *head;
1771         LIST_HEAD(source);
1772         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1773                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1774
1775         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1776                 struct folio *folio;
1777                 bool isolated;
1778
1779                 if (!pfn_valid(pfn))
1780                         continue;
1781                 page = pfn_to_page(pfn);
1782                 folio = page_folio(page);
1783                 head = &folio->page;
1784
1785                 if (PageHuge(page)) {
1786                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1787                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1788                         continue;
1789                 } else if (PageTransHuge(page))
1790                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1791
1792                 /*
1793                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1794                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1795                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1796                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1797                  * the unmap as the catch all safety net).
1798                  */
1799                 if (PageHWPoison(page)) {
1800                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1801                                 folio_isolate_lru(folio);
1802                         if (folio_mapped(folio))
1803                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1804                         continue;
1805                 }
1806
1807                 if (!get_page_unless_zero(page))
1808                         continue;
1809                 /*
1810                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1811                  * LRU and non-lru movable pages.
1812                  */
1813                 if (PageLRU(page))
1814                         isolated = isolate_lru_page(page);
1815                 else
1816                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1817                 if (isolated) {
1818                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1819                         if (!__PageMovable(page))
1820                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1821                                                     page_is_file_lru(page));
1822
1823                 } else {
1824                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1825                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1826                                 dump_page(page, "isolation failed");
1827                         }
1828                 }
1829                 put_page(page);
1830         }
1831         if (!list_empty(&source)) {
1832                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1833                 struct migration_target_control mtc = {
1834                         .nmask = &nmask,
1835                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1836                 };
1837                 int ret;
1838
1839                 /*
1840                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1841                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1842                  */
1843                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1844
1845                 /*
1846                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1847                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1848                  * offlining a part of the only existing node)
1849                  */
1850                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1851                 if (nodes_empty(nmask))
1852                         node_set(mtc.nid, nmask);
1853                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1854                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1855                 if (ret) {
1856                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1857                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1858                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1859                                                 page_to_pfn(page), ret);
1860                                         dump_page(page, "migration failure");
1861                                 }
1862                         }
1863                         putback_movable_pages(&source);
1864                 }
1865         }
1866 }
1867
1868 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1869 {
1870         movable_node_enabled = true;
1871         return 0;
1872 }
1873 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1874
1875 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1876 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1877                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1878 {
1879         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1880         unsigned long present_pages = 0;
1881         enum zone_type zt;
1882
1883         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1884         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1885
1886         /*
1887          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1888          * If the memory to be offline is within the range
1889          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1890          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1891          * thus we can determine that we need to clear the node from
1892          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1893          */
1894         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1895                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1896         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1897                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1898
1899         /*
1900          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1901          * does not apply as we don't support 32bit.
1902          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1903          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1904          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1905          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1906          * it for N_MEMORY as well.
1907          */
1908         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1909
1910         if (nr_pages >= present_pages)
1911                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1912 }
1913
1914 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1915 {
1916         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1917                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1918
1919         if (arg->status_change_nid >= 0)
1920                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1921 }
1922
1923 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1924                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1925 {
1926         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1927
1928         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1929         return 0;
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1934  */
1935 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1936                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1937 {
1938         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1939         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1940         const int node = zone_to_nid(zone);
1941         unsigned long flags;
1942         struct memory_notify arg;
1943         char *reason;
1944         int ret;
1945
1946         /*
1947          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1948          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1949          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1950          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1951          * aligned.
1952          */
1953         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1954                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1955                 return -EINVAL;
1956
1957         /*
1958          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1959          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1960          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1961          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1962          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1963          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1964          */
1965         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1966                               count_system_ram_pages_cb);
1967         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1968                 ret = -EINVAL;
1969                 reason = "memory holes";
1970                 goto failed_removal;
1971         }
1972
1973         /*
1974          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1975          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1976          * want to remove in the future.
1977          */
1978         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1979                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1980                 ret = -EINVAL;
1981                 reason = "multizone range";
1982                 goto failed_removal;
1983         }
1984
1985         /*
1986          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1987          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1988          */
1989         zone_pcp_disable(zone);
1990         lru_cache_disable();
1991
1992         /* set above range as isolated */
1993         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1994                                        MIGRATE_MOVABLE,
1995                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1996                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1997         if (ret) {
1998                 reason = "failure to isolate range";
1999                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
2000         }
2001
2002         arg.start_pfn = start_pfn;
2003         arg.nr_pages = nr_pages;
2004         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
2005
2006         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
2007         ret = notifier_to_errno(ret);
2008         if (ret) {
2009                 reason = "notifier failure";
2010                 goto failed_removal_isolated;
2011         }
2012
2013         do {
2014                 pfn = start_pfn;
2015                 do {
2016                         /*
2017                          * Historically we always checked for any signal and
2018                          * can't limit it to fatal signals without eventually
2019                          * breaking user space.
2020                          */
2021                         if (signal_pending(current)) {
2022                                 ret = -EINTR;
2023                                 reason = "signal backoff";
2024                                 goto failed_removal_isolated;
2025                         }
2026
2027                         cond_resched();
2028
2029                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
2030                         if (!ret) {
2031                                 /*
2032                                  * TODO: fatal migration failures should bail
2033                                  * out
2034                                  */
2035                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
2036                         }
2037                 } while (!ret);
2038
2039                 if (ret != -ENOENT) {
2040                         reason = "unmovable page";
2041                         goto failed_removal_isolated;
2042                 }
2043
2044                 /*
2045                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
2046                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
2047                  * counting consistent.
2048                  */
2049                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
2050                 if (ret) {
2051                         reason = "failure to dissolve huge pages";
2052                         goto failed_removal_isolated;
2053                 }
2054
2055                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
2056
2057         } while (ret);
2058
2059         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
2060         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
2061         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
2062
2063         /*
2064          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
2065          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2066          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2067          */
2068         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2069         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2070         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2071
2072         lru_cache_enable();
2073         zone_pcp_enable(zone);
2074
2075         /* removal success */
2076         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2077         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2078
2079         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2080         init_per_zone_wmark_min();
2081
2082         /*
2083          * Make sure to mark the node as memory-less before rebuilding the zone
2084          * list. Otherwise this node would still appear in the fallback lists.
2085          */
2086         node_states_clear_node(node, &arg);
2087         if (!populated_zone(zone)) {
2088                 zone_pcp_reset(zone);
2089                 build_all_zonelists(NULL);
2090         }
2091
2092         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2093                 kcompactd_stop(node);
2094                 kswapd_stop(node);
2095         }
2096
2097         writeback_set_ratelimit();
2098
2099         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2100         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2101         return 0;
2102
2103 failed_removal_isolated:
2104         /* pushback to free area */
2105         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2106         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2107 failed_removal_pcplists_disabled:
2108         lru_cache_enable();
2109         zone_pcp_enable(zone);
2110 failed_removal:
2111         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2112                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2113                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2114                  reason);
2115         return ret;
2116 }
2117
2118 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2119 {
2120         int *nid = arg;
2121
2122         *nid = mem->nid;
2123         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
2124                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2125
2126                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2127                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2128                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2129                         &beginpa, &endpa);
2130
2131                 return -EBUSY;
2132         }
2133         return 0;
2134 }
2135
2136 static int count_memory_range_altmaps_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2137 {
2138         u64 *num_altmaps = (u64 *)arg;
2139
2140         if (mem->altmap)
2141                 *num_altmaps += 1;
2142
2143         return 0;
2144 }
2145
2146 static int check_cpu_on_node(int nid)
2147 {
2148         int cpu;
2149
2150         for_each_present_cpu(cpu) {
2151                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2152                         /*
2153                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2154                          * offline this node.
2155                          */
2156                         return -EBUSY;
2157         }
2158
2159         return 0;
2160 }
2161
2162 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2163 {
2164         int nid = *(int *)arg;
2165
2166         /*
2167          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2168          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2169          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2170          */
2171         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2172 }
2173
2174 /**
2175  * try_offline_node
2176  * @nid: the node ID
2177  *
2178  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2179  *
2180  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2181  * and online/offline operations before this call.
2182  */
2183 void try_offline_node(int nid)
2184 {
2185         int rc;
2186
2187         /*
2188          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2189          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2190          * e.g., after the memory block was onlined.
2191          */
2192         if (node_spanned_pages(nid))
2193                 return;
2194
2195         /*
2196          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2197          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2198          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2199          */
2200         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2201         if (rc)
2202                 return;
2203
2204         if (check_cpu_on_node(nid))
2205                 return;
2206
2207         /*
2208          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2209          * node now.
2210          */
2211         node_set_offline(nid);
2212         unregister_one_node(nid);
2213 }
2214 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2215
2216 static int memory_blocks_have_altmaps(u64 start, u64 size)
2217 {
2218         u64 num_memblocks = size / memory_block_size_bytes();
2219         u64 num_altmaps = 0;
2220
2221         if (!mhp_memmap_on_memory())
2222                 return 0;
2223
2224         walk_memory_blocks(start, size, &num_altmaps,
2225                            count_memory_range_altmaps_cb);
2226
2227         if (num_altmaps == 0)
2228                 return 0;
2229
2230         if (WARN_ON_ONCE(num_memblocks != num_altmaps))
2231                 return -EINVAL;
2232
2233         return 1;
2234 }
2235
2236 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2237 {
2238         int rc, nid = NUMA_NO_NODE;
2239
2240         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2241
2242         /*
2243          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2244          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2245          * if this is not the case.
2246          *
2247          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2248          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2249          * enough for the cases we care about.
2250          */
2251         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2252         if (rc)
2253                 return rc;
2254
2255         /* remove memmap entry */
2256         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2257
2258         mem_hotplug_begin();
2259
2260         rc = memory_blocks_have_altmaps(start, size);
2261         if (rc < 0) {
2262                 mem_hotplug_done();
2263                 return rc;
2264         } else if (!rc) {
2265                 /*
2266                  * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2267                  * a barrier against racing online attempts.
2268                  * No altmaps present, do the removal directly
2269                  */
2270                 remove_memory_block_devices(start, size);
2271                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
2272         } else {
2273                 /* all memblocks in the range have altmaps */
2274                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, size);
2275         }
2276
2277         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2278                 memblock_phys_free(start, size);
2279                 memblock_remove(start, size);
2280         }
2281
2282         release_mem_region_adjustable(start, size);
2283
2284         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2285                 try_offline_node(nid);
2286
2287         mem_hotplug_done();
2288         return 0;
2289 }
2290
2291 /**
2292  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2293  * @start: physical address of the region to remove
2294  * @size: size of the region to remove
2295  *
2296  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2297  * and online/offline operations before this call, as required by
2298  * try_offline_node().
2299  */
2300 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2301 {
2302
2303         /*
2304          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2305          * function
2306          */
2307         if (try_remove_memory(start, size))
2308                 BUG();
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2313  * some memory is not offline
2314  */
2315 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2316 {
2317         int rc;
2318
2319         lock_device_hotplug();
2320         rc = try_remove_memory(start, size);
2321         unlock_device_hotplug();
2322
2323         return rc;
2324 }
2325 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2326
2327 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2328 {
2329         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2330         uint8_t **online_types = arg;
2331         struct page *page;
2332         int rc;
2333
2334         /*
2335          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2336          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2337          * by offlining code ... so we don't care about that.
2338          */
2339         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2340         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2341                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2342
2343         rc = device_offline(&mem->dev);
2344         /*
2345          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2346          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2347          */
2348         if (!rc)
2349                 **online_types = online_type;
2350
2351         (*online_types)++;
2352         /* Ignore if already offline. */
2353         return rc < 0 ? rc : 0;
2354 }
2355
2356 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2357 {
2358         uint8_t **online_types = arg;
2359         int rc;
2360
2361         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2362                 mem->online_type = **online_types;
2363                 rc = device_online(&mem->dev);
2364                 if (rc < 0)
2365                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2366                                 __func__, rc);
2367         }
2368
2369         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2370         (*online_types)++;
2371         return 0;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2376  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2377  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2378  * that memory.
2379  */
2380 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2381 {
2382         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2383         uint8_t *online_types, *tmp;
2384         int rc;
2385
2386         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2387             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2388                 return -EINVAL;
2389
2390         /*
2391          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2392          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2393          * after offlining some others succeeded.
2394          */
2395         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2396                                      GFP_KERNEL);
2397         if (!online_types)
2398                 return -ENOMEM;
2399         /*
2400          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2401          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2402          * try_reonline_memory_block().
2403          */
2404         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2405
2406         lock_device_hotplug();
2407
2408         tmp = online_types;
2409         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2410
2411         /*
2412          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2413          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2414          */
2415         if (!rc) {
2416                 rc = try_remove_memory(start, size);
2417                 if (rc)
2418                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2419         }
2420
2421         /*
2422          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2423          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2424          */
2425         if (rc) {
2426                 tmp = online_types;
2427                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2428                                    try_reonline_memory_block);
2429         }
2430         unlock_device_hotplug();
2431
2432         kfree(online_types);
2433         return rc;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2436 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */