GNU Linux-libre 6.8.9-gnu
[releases.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/migrate.h>
27 #include <linux/page-isolation.h>
28 #include <linux/pfn.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/firmware-map.h>
32 #include <linux/stop_machine.h>
33 #include <linux/hugetlb.h>
34 #include <linux/memblock.h>
35 #include <linux/compaction.h>
36 #include <linux/rmap.h>
37 #include <linux/module.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42 #include "shuffle.h"
43
44 enum {
45         MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE = 0,
46         MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE,
47         MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE,
48 };
49
50 static int memmap_mode __read_mostly = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
51
52 static inline unsigned long memory_block_memmap_size(void)
53 {
54         return PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()) * sizeof(struct page);
55 }
56
57 static inline unsigned long memory_block_memmap_on_memory_pages(void)
58 {
59         unsigned long nr_pages = PFN_UP(memory_block_memmap_size());
60
61         /*
62          * In "forced" memmap_on_memory mode, we add extra pages to align the
63          * vmemmap size to cover full pageblocks. That way, we can add memory
64          * even if the vmemmap size is not properly aligned, however, we might waste
65          * memory.
66          */
67         if (memmap_mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
68                 return pageblock_align(nr_pages);
69         return nr_pages;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
73 /*
74  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
75  */
76 static int set_memmap_mode(const char *val, const struct kernel_param *kp)
77 {
78         int ret, mode;
79         bool enabled;
80
81         if (sysfs_streq(val, "force") ||  sysfs_streq(val, "FORCE")) {
82                 mode = MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE;
83         } else {
84                 ret = kstrtobool(val, &enabled);
85                 if (ret < 0)
86                         return ret;
87                 if (enabled)
88                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE;
89                 else
90                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
91         }
92         *((int *)kp->arg) = mode;
93         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE) {
94                 unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
95
96                 pr_info_once("Memory hotplug will waste %ld pages in each memory block\n",
97                              memmap_pages - PFN_UP(memory_block_memmap_size()));
98         }
99         return 0;
100 }
101
102 static int get_memmap_mode(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
103 {
104         int mode = *((int *)kp->arg);
105
106         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
107                 return sprintf(buffer, "force\n");
108         return sprintf(buffer, "%c\n", mode ? 'Y' : 'N');
109 }
110
111 static const struct kernel_param_ops memmap_mode_ops = {
112         .set = set_memmap_mode,
113         .get = get_memmap_mode,
114 };
115 module_param_cb(memmap_on_memory, &memmap_mode_ops, &memmap_mode, 0444);
116 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug\n"
117                  "With value \"force\" it could result in memory wastage due "
118                  "to memmap size limitations (Y/N/force)");
119
120 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
121 {
122         return memmap_mode != MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
123 }
124 #else
125 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
126 {
127         return false;
128 }
129 #endif
130
131 enum {
132         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
133         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
134 };
135
136 static const char * const online_policy_to_str[] = {
137         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
138         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
139 };
140
141 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
142 {
143         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
144
145         if (ret < 0)
146                 return ret;
147         *((int *)kp->arg) = ret;
148         return 0;
149 }
150
151 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
152 {
153         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
154 }
155
156 /*
157  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
158  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
159  *
160  * "contig-zones": keep zone contiguous
161  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
162  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
163  */
164 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
165 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
166         .set = set_online_policy,
167         .get = get_online_policy,
168 };
169 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
170 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
171                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
172                 "Default: \"contig-zones\"");
173
174 /*
175  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
176  *
177  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
178  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
179  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
180  */
181 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
182 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
183 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
184                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
185                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
186
187 /*
188  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
189  */
190 #ifdef CONFIG_NUMA
191 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
192 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
193 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
194                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
195                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
196 #endif /* CONFIG_NUMA */
197
198 /*
199  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
200  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
201  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
202  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
203  */
204
205 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
206 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
207
208 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
209
210 void get_online_mems(void)
211 {
212         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
213 }
214
215 void put_online_mems(void)
216 {
217         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
218 }
219
220 bool movable_node_enabled = false;
221
222 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
223 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
224 #else
225 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
226 #endif
227
228 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
229 {
230         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
231
232         if (online_type >= 0)
233                 mhp_default_online_type = online_type;
234
235         return 1;
236 }
237 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
238
239 void mem_hotplug_begin(void)
240 {
241         cpus_read_lock();
242         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
243 }
244
245 void mem_hotplug_done(void)
246 {
247         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
248         cpus_read_unlock();
249 }
250
251 u64 max_mem_size = U64_MAX;
252
253 /* add this memory to iomem resource */
254 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
255                                                  const char *resource_name)
256 {
257         struct resource *res;
258         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
259
260         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
261                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
262
263         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
264                 return ERR_PTR(-E2BIG);
265
266         /*
267          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
268          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
269          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
270          * details.
271          */
272         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
273                 return ERR_PTR(-E2BIG);
274
275         /*
276          * Request ownership of the new memory range.  This might be
277          * a child of an existing resource that was present but
278          * not marked as busy.
279          */
280         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
281                                resource_name, flags);
282
283         if (!res) {
284                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
285                                 start, start + size);
286                 return ERR_PTR(-EEXIST);
287         }
288         return res;
289 }
290
291 static void release_memory_resource(struct resource *res)
292 {
293         if (!res)
294                 return;
295         release_resource(res);
296         kfree(res);
297 }
298
299 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
300 {
301         /*
302          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
303          * allow operations smaller than a section for
304          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
305          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
306          * memory that will be marked online, so this check should only
307          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
308          * add_memory_resource().
309          */
310         unsigned long min_align;
311
312         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
313                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
314         else
315                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
316         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
317                 return -EINVAL;
318         return 0;
319 }
320
321 /*
322  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
323  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
324  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
325  */
326 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
327 {
328         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
329         struct dev_pagemap *pgmap;
330         struct mem_section *ms;
331
332         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
333                 return NULL;
334
335         ms = __nr_to_section(nr);
336         if (!online_section(ms))
337                 return NULL;
338
339         /*
340          * Save some code text when online_section() +
341          * pfn_section_valid() are sufficient.
342          */
343         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
344                 return NULL;
345
346         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
347                 return NULL;
348
349         if (!online_device_section(ms))
350                 return pfn_to_page(pfn);
351
352         /*
353          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
354          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
355          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
356          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
357          */
358         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
359         put_dev_pagemap(pgmap);
360
361         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
362         if (pgmap)
363                 return NULL;
364
365         return pfn_to_page(pfn);
366 }
367 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
368
369 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
370                 struct mhp_params *params)
371 {
372         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
373         unsigned long cur_nr_pages;
374         int err;
375         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
376
377         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
378                 return -EINVAL;
379
380         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
381
382         if (altmap) {
383                 /*
384                  * Validate altmap is within bounds of the total request
385                  */
386                 if (altmap->base_pfn != pfn
387                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
388                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
389                         return -EINVAL;
390                 }
391                 altmap->alloc = 0;
392         }
393
394         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
395                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
396                 return -EINVAL;
397         }
398
399         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
400                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
401                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
402                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
403                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
404                                          params->pgmap);
405                 if (err)
406                         break;
407                 cond_resched();
408         }
409         vmemmap_populate_print_last();
410         return err;
411 }
412
413 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
414 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
415                                      unsigned long start_pfn,
416                                      unsigned long end_pfn)
417 {
418         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
419                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
420                         continue;
421
422                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
423                         continue;
424
425                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
426                         continue;
427
428                 return start_pfn;
429         }
430
431         return 0;
432 }
433
434 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
435 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
436                                     unsigned long start_pfn,
437                                     unsigned long end_pfn)
438 {
439         unsigned long pfn;
440
441         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
442         pfn = end_pfn - 1;
443         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
444                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
445                         continue;
446
447                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
448                         continue;
449
450                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
451                         continue;
452
453                 return pfn;
454         }
455
456         return 0;
457 }
458
459 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
460                              unsigned long end_pfn)
461 {
462         unsigned long pfn;
463         int nid = zone_to_nid(zone);
464
465         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
466                 /*
467                  * If the section is smallest section in the zone, it need
468                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
469                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
470                  * for shrinking zone.
471                  */
472                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
473                                                 zone_end_pfn(zone));
474                 if (pfn) {
475                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
476                         zone->zone_start_pfn = pfn;
477                 } else {
478                         zone->zone_start_pfn = 0;
479                         zone->spanned_pages = 0;
480                 }
481         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
482                 /*
483                  * If the section is biggest section in the zone, it need
484                  * shrink zone->spanned_pages.
485                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
486                  * shrinking zone.
487                  */
488                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
489                                                start_pfn);
490                 if (pfn)
491                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
492                 else {
493                         zone->zone_start_pfn = 0;
494                         zone->spanned_pages = 0;
495                 }
496         }
497 }
498
499 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
500 {
501         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
502         struct zone *zone;
503
504         for (zone = pgdat->node_zones;
505              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
506                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
507
508                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
509                 if (!zone->spanned_pages)
510                         continue;
511                 if (!node_end_pfn) {
512                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
513                         node_end_pfn = end_pfn;
514                         continue;
515                 }
516
517                 if (end_pfn > node_end_pfn)
518                         node_end_pfn = end_pfn;
519                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
520                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
521         }
522
523         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
524         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
525 }
526
527 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
528                                       unsigned long start_pfn,
529                                       unsigned long nr_pages)
530 {
531         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
532         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
533         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
534
535         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
536         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
537                 cond_resched();
538
539                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
540                 cur_nr_pages =
541                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
542                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
543                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
544         }
545
546         /*
547          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
548          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
549          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
550          */
551         if (zone_is_zone_device(zone))
552                 return;
553
554         clear_zone_contiguous(zone);
555
556         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
557         update_pgdat_span(pgdat);
558
559         set_zone_contiguous(zone);
560 }
561
562 /**
563  * __remove_pages() - remove sections of pages
564  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
565  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
566  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
567  *
568  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
569  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
570  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
571  * calling offline_pages().
572  */
573 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
574                     struct vmem_altmap *altmap)
575 {
576         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
577         unsigned long cur_nr_pages;
578
579         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
580                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
581                 return;
582         }
583
584         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
585                 cond_resched();
586                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
587                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
588                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
589                 sparse_remove_section(pfn, cur_nr_pages, altmap);
590         }
591 }
592
593 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
594 {
595         int rc = -EINVAL;
596
597         get_online_mems();
598         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
599
600         if (online_page_callback == generic_online_page) {
601                 online_page_callback = callback;
602                 rc = 0;
603         }
604
605         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
606         put_online_mems();
607
608         return rc;
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
611
612 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
613 {
614         int rc = -EINVAL;
615
616         get_online_mems();
617         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
618
619         if (online_page_callback == callback) {
620                 online_page_callback = generic_online_page;
621                 rc = 0;
622         }
623
624         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
625         put_online_mems();
626
627         return rc;
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
630
631 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
632 {
633         /*
634          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
635          * so we should map it first. This is better than introducing a special
636          * case in page freeing fast path.
637          */
638         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
639         __free_pages_core(page, order);
640         totalram_pages_add(1UL << order);
641 }
642 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
643
644 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
645 {
646         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
647         unsigned long pfn;
648
649         /*
650          * Online the pages in MAX_PAGE_ORDER aligned chunks. The callback might
651          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
652          * later). We account all pages as being online and belonging to this
653          * zone ("present").
654          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
655          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
656          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
657          */
658         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
659                 int order;
660
661                 /*
662                  * Free to online pages in the largest chunks alignment allows.
663                  *
664                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
665                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, Set order to MAX_PAGE_ORDER for
666                  * the case.
667                  */
668                 if (pfn)
669                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(pfn));
670                 else
671                         order = MAX_PAGE_ORDER;
672
673                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
674                 pfn += (1UL << order);
675         }
676
677         /* mark all involved sections as online */
678         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
679 }
680
681 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
682 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
683         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
684 {
685         int nid = zone_to_nid(zone);
686
687         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
688         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
689
690         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
691                 arg->status_change_nid = nid;
692         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
693                 arg->status_change_nid_normal = nid;
694 }
695
696 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
697 {
698         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
699                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
700
701         if (arg->status_change_nid >= 0)
702                 node_set_state(node, N_MEMORY);
703 }
704
705 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
706                 unsigned long nr_pages)
707 {
708         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
709
710         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
711                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
712
713         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
714 }
715
716 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
717                                      unsigned long nr_pages)
718 {
719         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
720
721         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
722                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
723
724         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
725
726 }
727
728 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
729 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
730 {
731         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
732
733         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
734 }
735 #else
736 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
737 {
738 }
739 #endif
740
741 /*
742  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
743  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
744  * call, all affected pages are PG_reserved.
745  *
746  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
747  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
748  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
749  */
750 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
751                                   unsigned long nr_pages,
752                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
753 {
754         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
755         int nid = pgdat->node_id;
756
757         clear_zone_contiguous(zone);
758
759         if (zone_is_empty(zone))
760                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
761         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
762         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
763
764         /*
765          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
766          * Set the taint to enable the slow path detection of
767          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
768          * section.
769          */
770         if (zone_is_zone_device(zone)) {
771                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
772                         section_taint_zone_device(start_pfn);
773                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
774                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
775         }
776
777         /*
778          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
779          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
780          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
781          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
782          */
783         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
784                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
785
786         set_zone_contiguous(zone);
787 }
788
789 struct auto_movable_stats {
790         unsigned long kernel_early_pages;
791         unsigned long movable_pages;
792 };
793
794 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
795                                             struct zone *zone)
796 {
797         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
798                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
799         } else {
800                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
801 #ifdef CONFIG_CMA
802                 /*
803                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
804                  * ZONE_MOVABLE.
805                  */
806                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
807                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
808 #endif /* CONFIG_CMA */
809         }
810 }
811 struct auto_movable_group_stats {
812         unsigned long movable_pages;
813         unsigned long req_kernel_early_pages;
814 };
815
816 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
817                                            void *arg)
818 {
819         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
820         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
821         long pages;
822
823         /*
824          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
825          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
826          */
827         if (!ratio)
828                 return 0;
829
830         /*
831          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
832          * satisfy the configured zone ratio.
833          */
834         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
835         pages -= group->present_kernel_pages;
836
837         if (pages > 0)
838                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
839         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
840         return 0;
841 }
842
843 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
844                                             unsigned long nr_pages)
845 {
846         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
847         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
848         struct auto_movable_stats stats = {};
849         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
850         struct zone *zone;
851         int i;
852
853         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
854         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
855                 /* TODO: cache values */
856                 for_each_populated_zone(zone)
857                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
858         } else {
859                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
860                         zone = pgdat->node_zones + i;
861                         if (populated_zone(zone))
862                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
863                 }
864         }
865
866         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
867         movable_pages = stats.movable_pages;
868
869         /*
870          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
871          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
872          * current group from the stats.
873          */
874         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
875                                    group, &group_stats);
876         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
877                 return false;
878         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
879         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
880
881         if (group && group->is_dynamic)
882                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
883
884         /*
885          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
886          * and still stay in the configured ratio.
887          */
888         movable_pages += nr_pages;
889         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
890 }
891
892 /*
893  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
894  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
895  * to the ZONE_NORMAL.
896  */
897 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
898                 unsigned long nr_pages)
899 {
900         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
901         int zid;
902
903         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
904                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
905
906                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
907                         return zone;
908         }
909
910         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
911 }
912
913 /*
914  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
915  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
916  *
917  *   MOVABLE : KERNEL
918  *
919  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
920  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
921  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
922  *
923  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
924  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
925  *
926  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
927  *
928  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
929  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
930  *
931  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
932  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
933  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
934  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
935  *    imbalances.
936  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
937  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
938  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
939  *    still work, it is barely relevant in practice.
940  *
941  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
942  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
943  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
944  *
945  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
946  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
947  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
948  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
949  * can even migrate inflated pages between zones.
950  *
951  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
952  *
953  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
954  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
955  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
956  *    (e.g., fraction of system memory).
957  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
958  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
959  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
960  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
961  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
962  */
963 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
964                                               struct memory_group *group,
965                                               unsigned long pfn,
966                                               unsigned long nr_pages)
967 {
968         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
969         struct page *page;
970
971         if (!auto_movable_ratio)
972                 goto kernel_zone;
973
974         if (group && !group->is_dynamic) {
975                 max_pages = group->s.max_pages;
976                 online_pages = group->present_movable_pages;
977
978                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
979                 if (group->present_kernel_pages)
980                         goto kernel_zone;
981         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
982                 max_pages = nr_pages;
983         } else {
984                 max_pages = group->d.unit_pages;
985                 /*
986                  * Take a look at all online sections in the current unit.
987                  * We can safely assume that all pages within a section belong
988                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
989                  * with hotplugged memory.
990                  */
991                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
992                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
993                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
994                         page = pfn_to_online_page(pfn);
995                         if (!page)
996                                 continue;
997                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
998                         if (!is_zone_movable_page(page))
999                                 goto kernel_zone;
1000                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
1001                 }
1002         }
1003
1004         /*
1005          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
1006          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
1007          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
1008          */
1009         nr_pages = max_pages - online_pages;
1010         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
1011                 goto kernel_zone;
1012
1013 #ifdef CONFIG_NUMA
1014         if (auto_movable_numa_aware &&
1015             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
1016                 goto kernel_zone;
1017 #endif /* CONFIG_NUMA */
1018
1019         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1020 kernel_zone:
1021         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
1022 }
1023
1024 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
1025                 unsigned long nr_pages)
1026 {
1027         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
1028                         nr_pages);
1029         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1030         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
1031         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
1032
1033         /*
1034          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
1035          * overlap in the given range
1036          */
1037         if (in_kernel ^ in_movable)
1038                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
1039
1040         /*
1041          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
1042          * given range then we use movable zone only if movable_node is
1043          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
1044          */
1045         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
1046 }
1047
1048 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
1049                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
1050                 unsigned long nr_pages)
1051 {
1052         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1053                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1054
1055         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1056                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1057
1058         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1059                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1060
1061         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1066  * and {online,offline}_pages.
1067  */
1068 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1069                                long nr_pages)
1070 {
1071         struct zone *zone = page_zone(page);
1072         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1073
1074         /*
1075          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1076          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1077          */
1078         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1079                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1080         zone->present_pages += nr_pages;
1081         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1082
1083         if (group && movable)
1084                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1085         else if (group && !movable)
1086                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1087 }
1088
1089 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1090                               struct zone *zone)
1091 {
1092         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1093         int ret, i;
1094
1095         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1096         if (ret)
1097                 return ret;
1098
1099         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1100
1101         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1102                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1103
1104         /*
1105          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1106          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1107          * left offline.
1108          */
1109         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1110                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1111
1112         return ret;
1113 }
1114
1115 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1116 {
1117         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1118
1119         /*
1120          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1121          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1122          * left online.
1123          */
1124         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1125                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1126
1127         /*
1128          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1129          * we can reset its state here.
1130          */
1131         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1132         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1137  */
1138 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1139                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1140 {
1141         unsigned long flags;
1142         int need_zonelists_rebuild = 0;
1143         const int nid = zone_to_nid(zone);
1144         int ret;
1145         struct memory_notify arg;
1146
1147         /*
1148          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1149          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1150          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1151          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1152          * aligned.
1153          */
1154         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1155                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1156                 return -EINVAL;
1157
1158
1159         /* associate pfn range with the zone */
1160         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1161
1162         arg.start_pfn = pfn;
1163         arg.nr_pages = nr_pages;
1164         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1165
1166         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1167         ret = notifier_to_errno(ret);
1168         if (ret)
1169                 goto failed_addition;
1170
1171         /*
1172          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1173          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1174          */
1175         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1176         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1177         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1178
1179         /*
1180          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1181          * This means the page allocator ignores this zone.
1182          * So, zonelist must be updated after online.
1183          */
1184         if (!populated_zone(zone)) {
1185                 need_zonelists_rebuild = 1;
1186                 setup_zone_pageset(zone);
1187         }
1188
1189         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1190         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1191
1192         node_states_set_node(nid, &arg);
1193         if (need_zonelists_rebuild)
1194                 build_all_zonelists(NULL);
1195
1196         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1197         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1198
1199         /*
1200          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1201          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1202          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1203          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1204          */
1205         shuffle_zone(zone);
1206
1207         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1208         init_per_zone_wmark_min();
1209
1210         kswapd_run(nid);
1211         kcompactd_run(nid);
1212
1213         writeback_set_ratelimit();
1214
1215         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1216         return 0;
1217
1218 failed_addition:
1219         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1220                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1221                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1222         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1223         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1224         return ret;
1225 }
1226
1227 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1228 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1229 {
1230         struct pglist_data *pgdat;
1231
1232         /*
1233          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1234          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1235          * Completely offline nodes stay around and they just need
1236          * reintialization.
1237          */
1238         pgdat = NODE_DATA(nid);
1239
1240         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1241         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1242
1243         /*
1244          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1245          * to access not-initialized zonelist, build here.
1246          */
1247         build_all_zonelists(pgdat);
1248
1249         return pgdat;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * __try_online_node - online a node if offlined
1254  * @nid: the node ID
1255  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1256  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1257  *
1258  * Returns:
1259  * 1 -> a new node has been allocated
1260  * 0 -> the node is already online
1261  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1262  */
1263 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1264 {
1265         pg_data_t *pgdat;
1266         int ret = 1;
1267
1268         if (node_online(nid))
1269                 return 0;
1270
1271         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1272         if (!pgdat) {
1273                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1274                 ret = -ENOMEM;
1275                 goto out;
1276         }
1277
1278         if (set_node_online) {
1279                 node_set_online(nid);
1280                 ret = register_one_node(nid);
1281                 BUG_ON(ret);
1282         }
1283 out:
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Users of this function always want to online/register the node
1289  */
1290 int try_online_node(int nid)
1291 {
1292         int ret;
1293
1294         mem_hotplug_begin();
1295         ret =  __try_online_node(nid, true);
1296         mem_hotplug_done();
1297         return ret;
1298 }
1299
1300 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1301 {
1302         /* memory range must be block size aligned */
1303         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1304             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1305                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1306                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1307                 return -EINVAL;
1308         }
1309
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1314 {
1315         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1316         return device_online(&mem->dev);
1317 }
1318
1319 #ifndef arch_supports_memmap_on_memory
1320 static inline bool arch_supports_memmap_on_memory(unsigned long vmemmap_size)
1321 {
1322         /*
1323          * As default, we want the vmemmap to span a complete PMD such that we
1324          * can map the vmemmap using a single PMD if supported by the
1325          * architecture.
1326          */
1327         return IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE);
1328 }
1329 #endif
1330
1331 static bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1332 {
1333         unsigned long vmemmap_size = memory_block_memmap_size();
1334         unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1335
1336         /*
1337          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1338          * need a few more assumptions to hold true:
1339          *
1340          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1341          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1342          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1343          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1344          *    feature more versatile.
1345          *
1346          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1347          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1348          *    other memory blocks)
1349          *
1350          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1351          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1352          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1353          *    set the migratetypes properly.
1354          *
1355          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1356          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1357          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1358          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1359          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1360          *       populate a single PMD.
1361          */
1362         if (!mhp_memmap_on_memory() || size != memory_block_size_bytes())
1363                 return false;
1364
1365         /*
1366          * Make sure the vmemmap allocation is fully contained
1367          * so that we always allocate vmemmap memory from altmap area.
1368          */
1369         if (!IS_ALIGNED(vmemmap_size, PAGE_SIZE))
1370                 return false;
1371
1372         /*
1373          * start pfn should be pageblock_nr_pages aligned for correctly
1374          * setting migrate types
1375          */
1376         if (!pageblock_aligned(memmap_pages))
1377                 return false;
1378
1379         if (memmap_pages == PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()))
1380                 /* No effective hotplugged memory doesn't make sense. */
1381                 return false;
1382
1383         return arch_supports_memmap_on_memory(vmemmap_size);
1384 }
1385
1386 static void __ref remove_memory_blocks_and_altmaps(u64 start, u64 size)
1387 {
1388         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1389         u64 cur_start;
1390
1391         /*
1392          * For memmap_on_memory, the altmaps were added on a per-memblock
1393          * basis; we have to process each individual memory block.
1394          */
1395         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1396              cur_start += memblock_size) {
1397                 struct vmem_altmap *altmap = NULL;
1398                 struct memory_block *mem;
1399
1400                 mem = find_memory_block(pfn_to_section_nr(PFN_DOWN(cur_start)));
1401                 if (WARN_ON_ONCE(!mem))
1402                         continue;
1403
1404                 altmap = mem->altmap;
1405                 mem->altmap = NULL;
1406
1407                 remove_memory_block_devices(cur_start, memblock_size);
1408
1409                 arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, altmap);
1410
1411                 /* Verify that all vmemmap pages have actually been freed. */
1412                 WARN(altmap->alloc, "Altmap not fully unmapped");
1413                 kfree(altmap);
1414         }
1415 }
1416
1417 static int create_altmaps_and_memory_blocks(int nid, struct memory_group *group,
1418                                             u64 start, u64 size)
1419 {
1420         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1421         u64 cur_start;
1422         int ret;
1423
1424         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1425              cur_start += memblock_size) {
1426                 struct mhp_params params = { .pgprot =
1427                                                      pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1428                 struct vmem_altmap mhp_altmap = {
1429                         .base_pfn = PHYS_PFN(cur_start),
1430                         .end_pfn = PHYS_PFN(cur_start + memblock_size - 1),
1431                 };
1432
1433                 mhp_altmap.free = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1434                 params.altmap = kmemdup(&mhp_altmap, sizeof(struct vmem_altmap),
1435                                         GFP_KERNEL);
1436                 if (!params.altmap) {
1437                         ret = -ENOMEM;
1438                         goto out;
1439                 }
1440
1441                 /* call arch's memory hotadd */
1442                 ret = arch_add_memory(nid, cur_start, memblock_size, &params);
1443                 if (ret < 0) {
1444                         kfree(params.altmap);
1445                         goto out;
1446                 }
1447
1448                 /* create memory block devices after memory was added */
1449                 ret = create_memory_block_devices(cur_start, memblock_size,
1450                                                   params.altmap, group);
1451                 if (ret) {
1452                         arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, NULL);
1453                         kfree(params.altmap);
1454                         goto out;
1455                 }
1456         }
1457
1458         return 0;
1459 out:
1460         if (ret && cur_start != start)
1461                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, cur_start - start);
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1467  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1468  *
1469  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1470  */
1471 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1472 {
1473         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1474         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1475         struct memory_group *group = NULL;
1476         u64 start, size;
1477         bool new_node = false;
1478         int ret;
1479
1480         start = res->start;
1481         size = resource_size(res);
1482
1483         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1484         if (ret)
1485                 return ret;
1486
1487         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1488                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1489                 if (!group)
1490                         return -EINVAL;
1491                 nid = group->nid;
1492         }
1493
1494         if (!node_possible(nid)) {
1495                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1496                 return -EINVAL;
1497         }
1498
1499         mem_hotplug_begin();
1500
1501         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1502                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1503                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1504                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1505                 if (ret)
1506                         goto error_mem_hotplug_end;
1507         }
1508
1509         ret = __try_online_node(nid, false);
1510         if (ret < 0)
1511                 goto error;
1512         new_node = ret;
1513
1514         /*
1515          * Self hosted memmap array
1516          */
1517         if ((mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1518             mhp_supports_memmap_on_memory(memory_block_size_bytes())) {
1519                 ret = create_altmaps_and_memory_blocks(nid, group, start, size);
1520                 if (ret)
1521                         goto error;
1522         } else {
1523                 ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1524                 if (ret < 0)
1525                         goto error;
1526
1527                 /* create memory block devices after memory was added */
1528                 ret = create_memory_block_devices(start, size, NULL, group);
1529                 if (ret) {
1530                         arch_remove_memory(start, size, params.altmap);
1531                         goto error;
1532                 }
1533         }
1534
1535         if (new_node) {
1536                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1537                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1538                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1539                  * We online node here. We can't roll back from here.
1540                  */
1541                 node_set_online(nid);
1542                 ret = __register_one_node(nid);
1543                 BUG_ON(ret);
1544         }
1545
1546         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1547                                           PFN_UP(start + size - 1),
1548                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1549
1550         /* create new memmap entry */
1551         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1552                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1553
1554         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1555         mem_hotplug_done();
1556
1557         /*
1558          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1559          * merging now that adding succeeded.
1560          */
1561         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1562                 merge_system_ram_resource(res);
1563
1564         /* online pages if requested */
1565         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1566                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1567
1568         return ret;
1569 error:
1570         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1571                 memblock_remove(start, size);
1572 error_mem_hotplug_end:
1573         mem_hotplug_done();
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1578 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1579 {
1580         struct resource *res;
1581         int ret;
1582
1583         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1584         if (IS_ERR(res))
1585                 return PTR_ERR(res);
1586
1587         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1588         if (ret < 0)
1589                 release_memory_resource(res);
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1594 {
1595         int rc;
1596
1597         lock_device_hotplug();
1598         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1599         unlock_device_hotplug();
1600
1601         return rc;
1602 }
1603 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1604
1605 /*
1606  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1607  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1608  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1609  * after a reboot, and after kexec.
1610  *
1611  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1612  * kexec kernel or for placing kexec images:
1613  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1614  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1615  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1616  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1617  *
1618  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1619  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1620  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1621  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1622  *
1623  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1624  * "System RAM ($DRIVER)".
1625  */
1626 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1627                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1628 {
1629         struct resource *res;
1630         int rc;
1631
1632         if (!resource_name ||
1633             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1634             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1635                 return -EINVAL;
1636
1637         lock_device_hotplug();
1638
1639         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1640         if (IS_ERR(res)) {
1641                 rc = PTR_ERR(res);
1642                 goto out_unlock;
1643         }
1644
1645         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1646         if (rc < 0)
1647                 release_memory_resource(res);
1648
1649 out_unlock:
1650         unlock_device_hotplug();
1651         return rc;
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1654
1655 /*
1656  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1657  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1658  * linear mapping could be created. The platform returned address
1659  * range must adhere to these following semantics.
1660  *
1661  * - range.start <= range.end
1662  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1663  *
1664  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1665  * entire possible physical address range in case any platform does
1666  * not define arch_get_mappable_range().
1667  */
1668 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1669 {
1670         struct range mhp_range = {
1671                 .start = 0UL,
1672                 .end = -1ULL,
1673         };
1674         return mhp_range;
1675 }
1676
1677 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1678 {
1679         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1680         struct range mhp_range;
1681
1682         if (need_mapping) {
1683                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1684                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1685                         mhp_range.start = 0;
1686                         mhp_range.end = 0;
1687                 }
1688                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1689         } else {
1690                 mhp_range.start = 0;
1691                 mhp_range.end = max_phys;
1692         }
1693         return mhp_range;
1694 }
1695 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1696
1697 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1698 {
1699         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1700         u64 end = start + size;
1701
1702         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1703                 return true;
1704
1705         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1706                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1707         return false;
1708 }
1709
1710 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1711 /*
1712  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1713  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1714  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1715  * definitely unmovable pages.
1716  *
1717  * Returns:
1718  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1719  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1720  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1721  */
1722 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1723                               unsigned long *movable_pfn)
1724 {
1725         unsigned long pfn;
1726
1727         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1728                 struct page *page, *head;
1729                 unsigned long skip;
1730
1731                 if (!pfn_valid(pfn))
1732                         continue;
1733                 page = pfn_to_page(pfn);
1734                 if (PageLRU(page))
1735                         goto found;
1736                 if (__PageMovable(page))
1737                         goto found;
1738
1739                 /*
1740                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1741                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1742                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1743                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1744                  */
1745                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1746                         return -EBUSY;
1747
1748                 if (!PageHuge(page))
1749                         continue;
1750                 head = compound_head(page);
1751                 /*
1752                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1753                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1754                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1755                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1756                  * code must deal with these scenarios.
1757                  */
1758                 if (HPageMigratable(head))
1759                         goto found;
1760                 skip = compound_nr(head) - (pfn - page_to_pfn(head));
1761                 pfn += skip - 1;
1762         }
1763         return -ENOENT;
1764 found:
1765         *movable_pfn = pfn;
1766         return 0;
1767 }
1768
1769 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1770 {
1771         unsigned long pfn;
1772         struct page *page, *head;
1773         LIST_HEAD(source);
1774         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1775                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1776
1777         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1778                 struct folio *folio;
1779                 bool isolated;
1780
1781                 if (!pfn_valid(pfn))
1782                         continue;
1783                 page = pfn_to_page(pfn);
1784                 folio = page_folio(page);
1785                 head = &folio->page;
1786
1787                 if (PageHuge(page)) {
1788                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1789                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1790                         continue;
1791                 } else if (PageTransHuge(page))
1792                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1793
1794                 /*
1795                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1796                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1797                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1798                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1799                  * the unmap as the catch all safety net).
1800                  */
1801                 if (PageHWPoison(page)) {
1802                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1803                                 folio_isolate_lru(folio);
1804                         if (folio_mapped(folio))
1805                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1806                         continue;
1807                 }
1808
1809                 if (!get_page_unless_zero(page))
1810                         continue;
1811                 /*
1812                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1813                  * LRU and non-lru movable pages.
1814                  */
1815                 if (PageLRU(page))
1816                         isolated = isolate_lru_page(page);
1817                 else
1818                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1819                 if (isolated) {
1820                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1821                         if (!__PageMovable(page))
1822                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1823                                                     page_is_file_lru(page));
1824
1825                 } else {
1826                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1827                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1828                                 dump_page(page, "isolation failed");
1829                         }
1830                 }
1831                 put_page(page);
1832         }
1833         if (!list_empty(&source)) {
1834                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1835                 struct migration_target_control mtc = {
1836                         .nmask = &nmask,
1837                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1838                 };
1839                 int ret;
1840
1841                 /*
1842                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1843                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1844                  */
1845                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1846
1847                 /*
1848                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1849                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1850                  * offlining a part of the only existing node)
1851                  */
1852                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1853                 if (nodes_empty(nmask))
1854                         node_set(mtc.nid, nmask);
1855                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1856                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1857                 if (ret) {
1858                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1859                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1860                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1861                                                 page_to_pfn(page), ret);
1862                                         dump_page(page, "migration failure");
1863                                 }
1864                         }
1865                         putback_movable_pages(&source);
1866                 }
1867         }
1868 }
1869
1870 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1871 {
1872         movable_node_enabled = true;
1873         return 0;
1874 }
1875 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1876
1877 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1878 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1879                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1880 {
1881         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1882         unsigned long present_pages = 0;
1883         enum zone_type zt;
1884
1885         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1886         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1887
1888         /*
1889          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1890          * If the memory to be offline is within the range
1891          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1892          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1893          * thus we can determine that we need to clear the node from
1894          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1895          */
1896         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1897                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1898         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1899                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1900
1901         /*
1902          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1903          * does not apply as we don't support 32bit.
1904          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1905          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1906          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1907          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1908          * it for N_MEMORY as well.
1909          */
1910         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1911
1912         if (nr_pages >= present_pages)
1913                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1914 }
1915
1916 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1917 {
1918         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1919                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1920
1921         if (arg->status_change_nid >= 0)
1922                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1923 }
1924
1925 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1926                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1927 {
1928         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1929
1930         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1931         return 0;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1936  */
1937 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1938                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1939 {
1940         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1941         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1942         const int node = zone_to_nid(zone);
1943         unsigned long flags;
1944         struct memory_notify arg;
1945         char *reason;
1946         int ret;
1947
1948         /*
1949          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1950          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1951          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1952          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1953          * aligned.
1954          */
1955         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1956                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1957                 return -EINVAL;
1958
1959         /*
1960          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1961          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1962          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1963          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1964          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1965          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1966          */
1967         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1968                               count_system_ram_pages_cb);
1969         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1970                 ret = -EINVAL;
1971                 reason = "memory holes";
1972                 goto failed_removal;
1973         }
1974
1975         /*
1976          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1977          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1978          * want to remove in the future.
1979          */
1980         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1981                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1982                 ret = -EINVAL;
1983                 reason = "multizone range";
1984                 goto failed_removal;
1985         }
1986
1987         /*
1988          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1989          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1990          */
1991         zone_pcp_disable(zone);
1992         lru_cache_disable();
1993
1994         /* set above range as isolated */
1995         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1996                                        MIGRATE_MOVABLE,
1997                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1998                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1999         if (ret) {
2000                 reason = "failure to isolate range";
2001                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
2002         }
2003
2004         arg.start_pfn = start_pfn;
2005         arg.nr_pages = nr_pages;
2006         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
2007
2008         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
2009         ret = notifier_to_errno(ret);
2010         if (ret) {
2011                 reason = "notifier failure";
2012                 goto failed_removal_isolated;
2013         }
2014
2015         do {
2016                 pfn = start_pfn;
2017                 do {
2018                         /*
2019                          * Historically we always checked for any signal and
2020                          * can't limit it to fatal signals without eventually
2021                          * breaking user space.
2022                          */
2023                         if (signal_pending(current)) {
2024                                 ret = -EINTR;
2025                                 reason = "signal backoff";
2026                                 goto failed_removal_isolated;
2027                         }
2028
2029                         cond_resched();
2030
2031                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
2032                         if (!ret) {
2033                                 /*
2034                                  * TODO: fatal migration failures should bail
2035                                  * out
2036                                  */
2037                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
2038                         }
2039                 } while (!ret);
2040
2041                 if (ret != -ENOENT) {
2042                         reason = "unmovable page";
2043                         goto failed_removal_isolated;
2044                 }
2045
2046                 /*
2047                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
2048                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
2049                  * counting consistent.
2050                  */
2051                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
2052                 if (ret) {
2053                         reason = "failure to dissolve huge pages";
2054                         goto failed_removal_isolated;
2055                 }
2056
2057                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
2058
2059         } while (ret);
2060
2061         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
2062         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
2063         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
2064
2065         /*
2066          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
2067          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2068          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2069          */
2070         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2071         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2072         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2073
2074         lru_cache_enable();
2075         zone_pcp_enable(zone);
2076
2077         /* removal success */
2078         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2079         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2080
2081         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2082         init_per_zone_wmark_min();
2083
2084         /*
2085          * Make sure to mark the node as memory-less before rebuilding the zone
2086          * list. Otherwise this node would still appear in the fallback lists.
2087          */
2088         node_states_clear_node(node, &arg);
2089         if (!populated_zone(zone)) {
2090                 zone_pcp_reset(zone);
2091                 build_all_zonelists(NULL);
2092         }
2093
2094         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2095                 kcompactd_stop(node);
2096                 kswapd_stop(node);
2097         }
2098
2099         writeback_set_ratelimit();
2100
2101         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2102         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2103         return 0;
2104
2105 failed_removal_isolated:
2106         /* pushback to free area */
2107         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2108         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2109 failed_removal_pcplists_disabled:
2110         lru_cache_enable();
2111         zone_pcp_enable(zone);
2112 failed_removal:
2113         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2114                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2115                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2116                  reason);
2117         return ret;
2118 }
2119
2120 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2121 {
2122         int *nid = arg;
2123
2124         *nid = mem->nid;
2125         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
2126                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2127
2128                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2129                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2130                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2131                         &beginpa, &endpa);
2132
2133                 return -EBUSY;
2134         }
2135         return 0;
2136 }
2137
2138 static int count_memory_range_altmaps_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2139 {
2140         u64 *num_altmaps = (u64 *)arg;
2141
2142         if (mem->altmap)
2143                 *num_altmaps += 1;
2144
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 static int check_cpu_on_node(int nid)
2149 {
2150         int cpu;
2151
2152         for_each_present_cpu(cpu) {
2153                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2154                         /*
2155                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2156                          * offline this node.
2157                          */
2158                         return -EBUSY;
2159         }
2160
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2165 {
2166         int nid = *(int *)arg;
2167
2168         /*
2169          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2170          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2171          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2172          */
2173         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2174 }
2175
2176 /**
2177  * try_offline_node
2178  * @nid: the node ID
2179  *
2180  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2181  *
2182  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2183  * and online/offline operations before this call.
2184  */
2185 void try_offline_node(int nid)
2186 {
2187         int rc;
2188
2189         /*
2190          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2191          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2192          * e.g., after the memory block was onlined.
2193          */
2194         if (node_spanned_pages(nid))
2195                 return;
2196
2197         /*
2198          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2199          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2200          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2201          */
2202         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2203         if (rc)
2204                 return;
2205
2206         if (check_cpu_on_node(nid))
2207                 return;
2208
2209         /*
2210          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2211          * node now.
2212          */
2213         node_set_offline(nid);
2214         unregister_one_node(nid);
2215 }
2216 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2217
2218 static int memory_blocks_have_altmaps(u64 start, u64 size)
2219 {
2220         u64 num_memblocks = size / memory_block_size_bytes();
2221         u64 num_altmaps = 0;
2222
2223         if (!mhp_memmap_on_memory())
2224                 return 0;
2225
2226         walk_memory_blocks(start, size, &num_altmaps,
2227                            count_memory_range_altmaps_cb);
2228
2229         if (num_altmaps == 0)
2230                 return 0;
2231
2232         if (WARN_ON_ONCE(num_memblocks != num_altmaps))
2233                 return -EINVAL;
2234
2235         return 1;
2236 }
2237
2238 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2239 {
2240         int rc, nid = NUMA_NO_NODE;
2241
2242         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2243
2244         /*
2245          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2246          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2247          * if this is not the case.
2248          *
2249          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2250          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2251          * enough for the cases we care about.
2252          */
2253         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2254         if (rc)
2255                 return rc;
2256
2257         /* remove memmap entry */
2258         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2259
2260         mem_hotplug_begin();
2261
2262         rc = memory_blocks_have_altmaps(start, size);
2263         if (rc < 0) {
2264                 mem_hotplug_done();
2265                 return rc;
2266         } else if (!rc) {
2267                 /*
2268                  * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2269                  * a barrier against racing online attempts.
2270                  * No altmaps present, do the removal directly
2271                  */
2272                 remove_memory_block_devices(start, size);
2273                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
2274         } else {
2275                 /* all memblocks in the range have altmaps */
2276                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, size);
2277         }
2278
2279         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2280                 memblock_phys_free(start, size);
2281                 memblock_remove(start, size);
2282         }
2283
2284         release_mem_region_adjustable(start, size);
2285
2286         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2287                 try_offline_node(nid);
2288
2289         mem_hotplug_done();
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 /**
2294  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2295  * @start: physical address of the region to remove
2296  * @size: size of the region to remove
2297  *
2298  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2299  * and online/offline operations before this call, as required by
2300  * try_offline_node().
2301  */
2302 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2303 {
2304
2305         /*
2306          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2307          * function
2308          */
2309         if (try_remove_memory(start, size))
2310                 BUG();
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2315  * some memory is not offline
2316  */
2317 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2318 {
2319         int rc;
2320
2321         lock_device_hotplug();
2322         rc = try_remove_memory(start, size);
2323         unlock_device_hotplug();
2324
2325         return rc;
2326 }
2327 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2328
2329 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2330 {
2331         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2332         uint8_t **online_types = arg;
2333         struct page *page;
2334         int rc;
2335
2336         /*
2337          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2338          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2339          * by offlining code ... so we don't care about that.
2340          */
2341         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2342         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2343                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2344
2345         rc = device_offline(&mem->dev);
2346         /*
2347          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2348          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2349          */
2350         if (!rc)
2351                 **online_types = online_type;
2352
2353         (*online_types)++;
2354         /* Ignore if already offline. */
2355         return rc < 0 ? rc : 0;
2356 }
2357
2358 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2359 {
2360         uint8_t **online_types = arg;
2361         int rc;
2362
2363         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2364                 mem->online_type = **online_types;
2365                 rc = device_online(&mem->dev);
2366                 if (rc < 0)
2367                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2368                                 __func__, rc);
2369         }
2370
2371         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2372         (*online_types)++;
2373         return 0;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2378  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2379  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2380  * that memory.
2381  */
2382 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2383 {
2384         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2385         uint8_t *online_types, *tmp;
2386         int rc;
2387
2388         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2389             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2390                 return -EINVAL;
2391
2392         /*
2393          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2394          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2395          * after offlining some others succeeded.
2396          */
2397         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2398                                      GFP_KERNEL);
2399         if (!online_types)
2400                 return -ENOMEM;
2401         /*
2402          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2403          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2404          * try_reonline_memory_block().
2405          */
2406         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2407
2408         lock_device_hotplug();
2409
2410         tmp = online_types;
2411         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2412
2413         /*
2414          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2415          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2416          */
2417         if (!rc) {
2418                 rc = try_remove_memory(start, size);
2419                 if (rc)
2420                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2421         }
2422
2423         /*
2424          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2425          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2426          */
2427         if (rc) {
2428                 tmp = online_types;
2429                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2430                                    try_reonline_memory_block);
2431         }
2432         unlock_device_hotplug();
2433
2434         kfree(online_types);
2435         return rc;
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2438 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */