arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/migrate.h>
27 #include <linux/page-isolation.h>
28 #include <linux/pfn.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/firmware-map.h>
32 #include <linux/stop_machine.h>
33 #include <linux/hugetlb.h>
34 #include <linux/memblock.h>
35 #include <linux/compaction.h>
36 #include <linux/rmap.h>
37 #include <linux/module.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42 #include "shuffle.h"
43
44 enum {
45         MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE = 0,
46         MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE,
47         MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE,
48 };
49
50 static int memmap_mode __read_mostly = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
51
52 static inline unsigned long memory_block_memmap_size(void)
53 {
54         return PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()) * sizeof(struct page);
55 }
56
57 static inline unsigned long memory_block_memmap_on_memory_pages(void)
58 {
59         unsigned long nr_pages = PFN_UP(memory_block_memmap_size());
60
61         /*
62          * In "forced" memmap_on_memory mode, we add extra pages to align the
63          * vmemmap size to cover full pageblocks. That way, we can add memory
64          * even if the vmemmap size is not properly aligned, however, we might waste
65          * memory.
66          */
67         if (memmap_mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
68                 return pageblock_align(nr_pages);
69         return nr_pages;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
73 /*
74  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
75  */
76 static int set_memmap_mode(const char *val, const struct kernel_param *kp)
77 {
78         int ret, mode;
79         bool enabled;
80
81         if (sysfs_streq(val, "force") ||  sysfs_streq(val, "FORCE")) {
82                 mode = MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE;
83         } else {
84                 ret = kstrtobool(val, &enabled);
85                 if (ret < 0)
86                         return ret;
87                 if (enabled)
88                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE;
89                 else
90                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
91         }
92         *((int *)kp->arg) = mode;
93         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE) {
94                 unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
95
96                 pr_info_once("Memory hotplug will waste %ld pages in each memory block\n",
97                              memmap_pages - PFN_UP(memory_block_memmap_size()));
98         }
99         return 0;
100 }
101
102 static int get_memmap_mode(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
103 {
104         if (*((int *)kp->arg) == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
105                 return sprintf(buffer,  "force\n");
106         return param_get_bool(buffer, kp);
107 }
108
109 static const struct kernel_param_ops memmap_mode_ops = {
110         .set = set_memmap_mode,
111         .get = get_memmap_mode,
112 };
113 module_param_cb(memmap_on_memory, &memmap_mode_ops, &memmap_mode, 0444);
114 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug\n"
115                  "With value \"force\" it could result in memory wastage due "
116                  "to memmap size limitations (Y/N/force)");
117
118 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
119 {
120         return memmap_mode != MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
121 }
122 #else
123 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
124 {
125         return false;
126 }
127 #endif
128
129 enum {
130         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
131         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
132 };
133
134 static const char * const online_policy_to_str[] = {
135         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
136         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
137 };
138
139 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
140 {
141         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
142
143         if (ret < 0)
144                 return ret;
145         *((int *)kp->arg) = ret;
146         return 0;
147 }
148
149 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
150 {
151         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
152 }
153
154 /*
155  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
156  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
157  *
158  * "contig-zones": keep zone contiguous
159  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
160  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
161  */
162 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
163 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
164         .set = set_online_policy,
165         .get = get_online_policy,
166 };
167 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
168 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
169                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
170                 "Default: \"contig-zones\"");
171
172 /*
173  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
174  *
175  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
176  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
177  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
178  */
179 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
180 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
181 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
182                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
183                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
184
185 /*
186  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
187  */
188 #ifdef CONFIG_NUMA
189 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
190 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
191 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
192                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
193                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
194 #endif /* CONFIG_NUMA */
195
196 /*
197  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
198  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
199  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
200  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
201  */
202
203 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
204 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
205
206 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
207
208 void get_online_mems(void)
209 {
210         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
211 }
212
213 void put_online_mems(void)
214 {
215         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
216 }
217
218 bool movable_node_enabled = false;
219
220 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
221 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
222 #else
223 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
224 #endif
225
226 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
227 {
228         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
229
230         if (online_type >= 0)
231                 mhp_default_online_type = online_type;
232
233         return 1;
234 }
235 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
236
237 void mem_hotplug_begin(void)
238 {
239         cpus_read_lock();
240         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
241 }
242
243 void mem_hotplug_done(void)
244 {
245         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
246         cpus_read_unlock();
247 }
248
249 u64 max_mem_size = U64_MAX;
250
251 /* add this memory to iomem resource */
252 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
253                                                  const char *resource_name)
254 {
255         struct resource *res;
256         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
257
258         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
259                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
260
261         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
262                 return ERR_PTR(-E2BIG);
263
264         /*
265          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
266          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
267          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
268          * details.
269          */
270         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
271                 return ERR_PTR(-E2BIG);
272
273         /*
274          * Request ownership of the new memory range.  This might be
275          * a child of an existing resource that was present but
276          * not marked as busy.
277          */
278         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
279                                resource_name, flags);
280
281         if (!res) {
282                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
283                                 start, start + size);
284                 return ERR_PTR(-EEXIST);
285         }
286         return res;
287 }
288
289 static void release_memory_resource(struct resource *res)
290 {
291         if (!res)
292                 return;
293         release_resource(res);
294         kfree(res);
295 }
296
297 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
298 {
299         /*
300          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
301          * allow operations smaller than a section for
302          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
303          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
304          * memory that will be marked online, so this check should only
305          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
306          * add_memory_resource().
307          */
308         unsigned long min_align;
309
310         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
311                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
312         else
313                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
314         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
315                 return -EINVAL;
316         return 0;
317 }
318
319 /*
320  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
321  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
322  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
323  */
324 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
325 {
326         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
327         struct dev_pagemap *pgmap;
328         struct mem_section *ms;
329
330         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
331                 return NULL;
332
333         ms = __nr_to_section(nr);
334         if (!online_section(ms))
335                 return NULL;
336
337         /*
338          * Save some code text when online_section() +
339          * pfn_section_valid() are sufficient.
340          */
341         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
342                 return NULL;
343
344         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
345                 return NULL;
346
347         if (!online_device_section(ms))
348                 return pfn_to_page(pfn);
349
350         /*
351          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
352          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
353          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
354          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
355          */
356         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
357         put_dev_pagemap(pgmap);
358
359         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
360         if (pgmap)
361                 return NULL;
362
363         return pfn_to_page(pfn);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
366
367 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
368                 struct mhp_params *params)
369 {
370         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
371         unsigned long cur_nr_pages;
372         int err;
373         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
374
375         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
376                 return -EINVAL;
377
378         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
379
380         if (altmap) {
381                 /*
382                  * Validate altmap is within bounds of the total request
383                  */
384                 if (altmap->base_pfn != pfn
385                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
386                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
387                         return -EINVAL;
388                 }
389                 altmap->alloc = 0;
390         }
391
392         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
393                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
394                 return -EINVAL;
395         }
396
397         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
398                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
399                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
400                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
401                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
402                                          params->pgmap);
403                 if (err)
404                         break;
405                 cond_resched();
406         }
407         vmemmap_populate_print_last();
408         return err;
409 }
410
411 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
412 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
413                                      unsigned long start_pfn,
414                                      unsigned long end_pfn)
415 {
416         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
417                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
418                         continue;
419
420                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
421                         continue;
422
423                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
424                         continue;
425
426                 return start_pfn;
427         }
428
429         return 0;
430 }
431
432 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
433 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
434                                     unsigned long start_pfn,
435                                     unsigned long end_pfn)
436 {
437         unsigned long pfn;
438
439         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
440         pfn = end_pfn - 1;
441         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
442                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
443                         continue;
444
445                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
446                         continue;
447
448                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
449                         continue;
450
451                 return pfn;
452         }
453
454         return 0;
455 }
456
457 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
458                              unsigned long end_pfn)
459 {
460         unsigned long pfn;
461         int nid = zone_to_nid(zone);
462
463         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
464                 /*
465                  * If the section is smallest section in the zone, it need
466                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
467                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
468                  * for shrinking zone.
469                  */
470                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
471                                                 zone_end_pfn(zone));
472                 if (pfn) {
473                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
474                         zone->zone_start_pfn = pfn;
475                 } else {
476                         zone->zone_start_pfn = 0;
477                         zone->spanned_pages = 0;
478                 }
479         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
480                 /*
481                  * If the section is biggest section in the zone, it need
482                  * shrink zone->spanned_pages.
483                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
484                  * shrinking zone.
485                  */
486                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
487                                                start_pfn);
488                 if (pfn)
489                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
490                 else {
491                         zone->zone_start_pfn = 0;
492                         zone->spanned_pages = 0;
493                 }
494         }
495 }
496
497 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
498 {
499         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
500         struct zone *zone;
501
502         for (zone = pgdat->node_zones;
503              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
504                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
505
506                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
507                 if (!zone->spanned_pages)
508                         continue;
509                 if (!node_end_pfn) {
510                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
511                         node_end_pfn = end_pfn;
512                         continue;
513                 }
514
515                 if (end_pfn > node_end_pfn)
516                         node_end_pfn = end_pfn;
517                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
518                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
519         }
520
521         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
522         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
523 }
524
525 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
526                                       unsigned long start_pfn,
527                                       unsigned long nr_pages)
528 {
529         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
530         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
531         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
532
533         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
534         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
535                 cond_resched();
536
537                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
538                 cur_nr_pages =
539                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
540                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
541                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
542         }
543
544         /*
545          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
546          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
547          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
548          */
549         if (zone_is_zone_device(zone))
550                 return;
551
552         clear_zone_contiguous(zone);
553
554         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
555         update_pgdat_span(pgdat);
556
557         set_zone_contiguous(zone);
558 }
559
560 /**
561  * __remove_pages() - remove sections of pages
562  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
563  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
564  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
565  *
566  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
567  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
568  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
569  * calling offline_pages().
570  */
571 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
572                     struct vmem_altmap *altmap)
573 {
574         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
575         unsigned long cur_nr_pages;
576
577         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
578                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
579                 return;
580         }
581
582         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
583                 cond_resched();
584                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
585                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
586                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
587                 sparse_remove_section(pfn, cur_nr_pages, altmap);
588         }
589 }
590
591 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
592 {
593         int rc = -EINVAL;
594
595         get_online_mems();
596         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
597
598         if (online_page_callback == generic_online_page) {
599                 online_page_callback = callback;
600                 rc = 0;
601         }
602
603         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
604         put_online_mems();
605
606         return rc;
607 }
608 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
609
610 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
611 {
612         int rc = -EINVAL;
613
614         get_online_mems();
615         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
616
617         if (online_page_callback == callback) {
618                 online_page_callback = generic_online_page;
619                 rc = 0;
620         }
621
622         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
623         put_online_mems();
624
625         return rc;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
628
629 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
630 {
631         /*
632          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
633          * so we should map it first. This is better than introducing a special
634          * case in page freeing fast path.
635          */
636         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
637         __free_pages_core(page, order);
638         totalram_pages_add(1UL << order);
639 }
640 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
641
642 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
643 {
644         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
645         unsigned long pfn;
646
647         /*
648          * Online the pages in MAX_ORDER aligned chunks. The callback might
649          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
650          * later). We account all pages as being online and belonging to this
651          * zone ("present").
652          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
653          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
654          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
655          */
656         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
657                 int order;
658
659                 /*
660                  * Free to online pages in the largest chunks alignment allows.
661                  *
662                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
663                  * MAX_ORDER-aligned, Set order to MAX_ORDER for the case.
664                  */
665                 if (pfn)
666                         order = min_t(int, MAX_ORDER, __ffs(pfn));
667                 else
668                         order = MAX_ORDER;
669
670                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
671                 pfn += (1UL << order);
672         }
673
674         /* mark all involved sections as online */
675         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
676 }
677
678 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
679 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
680         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
681 {
682         int nid = zone_to_nid(zone);
683
684         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
685         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
686
687         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
688                 arg->status_change_nid = nid;
689         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
690                 arg->status_change_nid_normal = nid;
691 }
692
693 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
694 {
695         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
696                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
697
698         if (arg->status_change_nid >= 0)
699                 node_set_state(node, N_MEMORY);
700 }
701
702 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
703                 unsigned long nr_pages)
704 {
705         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
706
707         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
708                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
709
710         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
711 }
712
713 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
714                                      unsigned long nr_pages)
715 {
716         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
717
718         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
719                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
720
721         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
722
723 }
724
725 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
726 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
727 {
728         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
729
730         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
731 }
732 #else
733 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
734 {
735 }
736 #endif
737
738 /*
739  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
740  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
741  * call, all affected pages are PG_reserved.
742  *
743  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
744  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
745  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
746  */
747 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
748                                   unsigned long nr_pages,
749                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
750 {
751         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
752         int nid = pgdat->node_id;
753
754         clear_zone_contiguous(zone);
755
756         if (zone_is_empty(zone))
757                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
758         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
759         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
760
761         /*
762          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
763          * Set the taint to enable the slow path detection of
764          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
765          * section.
766          */
767         if (zone_is_zone_device(zone)) {
768                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
769                         section_taint_zone_device(start_pfn);
770                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
771                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
772         }
773
774         /*
775          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
776          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
777          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
778          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
779          */
780         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
781                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
782
783         set_zone_contiguous(zone);
784 }
785
786 struct auto_movable_stats {
787         unsigned long kernel_early_pages;
788         unsigned long movable_pages;
789 };
790
791 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
792                                             struct zone *zone)
793 {
794         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
795                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
796         } else {
797                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
798 #ifdef CONFIG_CMA
799                 /*
800                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
801                  * ZONE_MOVABLE.
802                  */
803                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
804                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
805 #endif /* CONFIG_CMA */
806         }
807 }
808 struct auto_movable_group_stats {
809         unsigned long movable_pages;
810         unsigned long req_kernel_early_pages;
811 };
812
813 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
814                                            void *arg)
815 {
816         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
817         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
818         long pages;
819
820         /*
821          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
822          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
823          */
824         if (!ratio)
825                 return 0;
826
827         /*
828          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
829          * satisfy the configured zone ratio.
830          */
831         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
832         pages -= group->present_kernel_pages;
833
834         if (pages > 0)
835                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
836         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
837         return 0;
838 }
839
840 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
841                                             unsigned long nr_pages)
842 {
843         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
844         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
845         struct auto_movable_stats stats = {};
846         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
847         struct zone *zone;
848         int i;
849
850         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
851         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
852                 /* TODO: cache values */
853                 for_each_populated_zone(zone)
854                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
855         } else {
856                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
857                         zone = pgdat->node_zones + i;
858                         if (populated_zone(zone))
859                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
860                 }
861         }
862
863         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
864         movable_pages = stats.movable_pages;
865
866         /*
867          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
868          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
869          * current group from the stats.
870          */
871         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
872                                    group, &group_stats);
873         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
874                 return false;
875         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
876         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
877
878         if (group && group->is_dynamic)
879                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
880
881         /*
882          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
883          * and still stay in the configured ratio.
884          */
885         movable_pages += nr_pages;
886         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
887 }
888
889 /*
890  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
891  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
892  * to the ZONE_NORMAL.
893  */
894 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
895                 unsigned long nr_pages)
896 {
897         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
898         int zid;
899
900         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
901                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
902
903                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
904                         return zone;
905         }
906
907         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
908 }
909
910 /*
911  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
912  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
913  *
914  *   MOVABLE : KERNEL
915  *
916  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
917  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
918  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
919  *
920  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
921  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
922  *
923  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
924  *
925  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
926  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
927  *
928  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
929  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
930  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
931  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
932  *    imbalances.
933  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
934  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
935  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
936  *    still work, it is barely relevant in practice.
937  *
938  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
939  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
940  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
941  *
942  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
943  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
944  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
945  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
946  * can even migrate inflated pages between zones.
947  *
948  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
949  *
950  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
951  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
952  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
953  *    (e.g., fraction of system memory).
954  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
955  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
956  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
957  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
958  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
959  */
960 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
961                                               struct memory_group *group,
962                                               unsigned long pfn,
963                                               unsigned long nr_pages)
964 {
965         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
966         struct page *page;
967
968         if (!auto_movable_ratio)
969                 goto kernel_zone;
970
971         if (group && !group->is_dynamic) {
972                 max_pages = group->s.max_pages;
973                 online_pages = group->present_movable_pages;
974
975                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
976                 if (group->present_kernel_pages)
977                         goto kernel_zone;
978         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
979                 max_pages = nr_pages;
980         } else {
981                 max_pages = group->d.unit_pages;
982                 /*
983                  * Take a look at all online sections in the current unit.
984                  * We can safely assume that all pages within a section belong
985                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
986                  * with hotplugged memory.
987                  */
988                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
989                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
990                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
991                         page = pfn_to_online_page(pfn);
992                         if (!page)
993                                 continue;
994                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
995                         if (!is_zone_movable_page(page))
996                                 goto kernel_zone;
997                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
998                 }
999         }
1000
1001         /*
1002          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
1003          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
1004          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
1005          */
1006         nr_pages = max_pages - online_pages;
1007         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
1008                 goto kernel_zone;
1009
1010 #ifdef CONFIG_NUMA
1011         if (auto_movable_numa_aware &&
1012             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
1013                 goto kernel_zone;
1014 #endif /* CONFIG_NUMA */
1015
1016         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1017 kernel_zone:
1018         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
1019 }
1020
1021 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
1022                 unsigned long nr_pages)
1023 {
1024         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
1025                         nr_pages);
1026         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1027         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
1028         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
1029
1030         /*
1031          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
1032          * overlap in the given range
1033          */
1034         if (in_kernel ^ in_movable)
1035                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
1036
1037         /*
1038          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
1039          * given range then we use movable zone only if movable_node is
1040          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
1041          */
1042         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
1043 }
1044
1045 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
1046                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
1047                 unsigned long nr_pages)
1048 {
1049         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1050                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1051
1052         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1053                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1054
1055         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1056                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1057
1058         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1063  * and {online,offline}_pages.
1064  */
1065 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1066                                long nr_pages)
1067 {
1068         struct zone *zone = page_zone(page);
1069         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1070
1071         /*
1072          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1073          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1074          */
1075         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1076                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1077         zone->present_pages += nr_pages;
1078         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1079
1080         if (group && movable)
1081                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1082         else if (group && !movable)
1083                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1084 }
1085
1086 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1087                               struct zone *zone)
1088 {
1089         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1090         int ret, i;
1091
1092         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1093         if (ret)
1094                 return ret;
1095
1096         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1097
1098         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1099                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1100
1101         /*
1102          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1103          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1104          * left offline.
1105          */
1106         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1107                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1108
1109         return ret;
1110 }
1111
1112 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1113 {
1114         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1115
1116         /*
1117          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1118          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1119          * left online.
1120          */
1121         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1122                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1123
1124         /*
1125          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1126          * we can reset its state here.
1127          */
1128         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1129         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1134  */
1135 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1136                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1137 {
1138         unsigned long flags;
1139         int need_zonelists_rebuild = 0;
1140         const int nid = zone_to_nid(zone);
1141         int ret;
1142         struct memory_notify arg;
1143
1144         /*
1145          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1146          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1147          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1148          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1149          * aligned.
1150          */
1151         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1152                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1153                 return -EINVAL;
1154
1155
1156         /* associate pfn range with the zone */
1157         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1158
1159         arg.start_pfn = pfn;
1160         arg.nr_pages = nr_pages;
1161         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1162
1163         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1164         ret = notifier_to_errno(ret);
1165         if (ret)
1166                 goto failed_addition;
1167
1168         /*
1169          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1170          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1171          */
1172         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1173         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1174         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1175
1176         /*
1177          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1178          * This means the page allocator ignores this zone.
1179          * So, zonelist must be updated after online.
1180          */
1181         if (!populated_zone(zone)) {
1182                 need_zonelists_rebuild = 1;
1183                 setup_zone_pageset(zone);
1184         }
1185
1186         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1187         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1188
1189         node_states_set_node(nid, &arg);
1190         if (need_zonelists_rebuild)
1191                 build_all_zonelists(NULL);
1192
1193         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1194         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1195
1196         /*
1197          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1198          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1199          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1200          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1201          */
1202         shuffle_zone(zone);
1203
1204         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1205         init_per_zone_wmark_min();
1206
1207         kswapd_run(nid);
1208         kcompactd_run(nid);
1209
1210         writeback_set_ratelimit();
1211
1212         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1213         return 0;
1214
1215 failed_addition:
1216         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1217                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1218                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1219         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1220         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1225 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1226 {
1227         struct pglist_data *pgdat;
1228
1229         /*
1230          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1231          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1232          * Completely offline nodes stay around and they just need
1233          * reintialization.
1234          */
1235         pgdat = NODE_DATA(nid);
1236
1237         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1238         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1239
1240         /*
1241          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1242          * to access not-initialized zonelist, build here.
1243          */
1244         build_all_zonelists(pgdat);
1245
1246         return pgdat;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * __try_online_node - online a node if offlined
1251  * @nid: the node ID
1252  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1253  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1254  *
1255  * Returns:
1256  * 1 -> a new node has been allocated
1257  * 0 -> the node is already online
1258  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1259  */
1260 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1261 {
1262         pg_data_t *pgdat;
1263         int ret = 1;
1264
1265         if (node_online(nid))
1266                 return 0;
1267
1268         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1269         if (!pgdat) {
1270                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1271                 ret = -ENOMEM;
1272                 goto out;
1273         }
1274
1275         if (set_node_online) {
1276                 node_set_online(nid);
1277                 ret = register_one_node(nid);
1278                 BUG_ON(ret);
1279         }
1280 out:
1281         return ret;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Users of this function always want to online/register the node
1286  */
1287 int try_online_node(int nid)
1288 {
1289         int ret;
1290
1291         mem_hotplug_begin();
1292         ret =  __try_online_node(nid, true);
1293         mem_hotplug_done();
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1298 {
1299         /* memory range must be block size aligned */
1300         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1301             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1302                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1303                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1304                 return -EINVAL;
1305         }
1306
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1311 {
1312         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1313         return device_online(&mem->dev);
1314 }
1315
1316 #ifndef arch_supports_memmap_on_memory
1317 static inline bool arch_supports_memmap_on_memory(unsigned long vmemmap_size)
1318 {
1319         /*
1320          * As default, we want the vmemmap to span a complete PMD such that we
1321          * can map the vmemmap using a single PMD if supported by the
1322          * architecture.
1323          */
1324         return IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE);
1325 }
1326 #endif
1327
1328 static bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1329 {
1330         unsigned long vmemmap_size = memory_block_memmap_size();
1331         unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1332
1333         /*
1334          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1335          * need a few more assumptions to hold true:
1336          *
1337          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1338          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1339          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1340          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1341          *    feature more versatile.
1342          *
1343          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1344          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1345          *    other memory blocks)
1346          *
1347          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1348          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1349          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1350          *    set the migratetypes properly.
1351          *
1352          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1353          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1354          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1355          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1356          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1357          *       populate a single PMD.
1358          */
1359         if (!mhp_memmap_on_memory() || size != memory_block_size_bytes())
1360                 return false;
1361
1362         /*
1363          * Make sure the vmemmap allocation is fully contained
1364          * so that we always allocate vmemmap memory from altmap area.
1365          */
1366         if (!IS_ALIGNED(vmemmap_size, PAGE_SIZE))
1367                 return false;
1368
1369         /*
1370          * start pfn should be pageblock_nr_pages aligned for correctly
1371          * setting migrate types
1372          */
1373         if (!pageblock_aligned(memmap_pages))
1374                 return false;
1375
1376         if (memmap_pages == PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()))
1377                 /* No effective hotplugged memory doesn't make sense. */
1378                 return false;
1379
1380         return arch_supports_memmap_on_memory(vmemmap_size);
1381 }
1382
1383 /*
1384  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1385  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1386  *
1387  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1388  */
1389 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1390 {
1391         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1392         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1393         struct vmem_altmap mhp_altmap = {
1394                 .base_pfn =  PHYS_PFN(res->start),
1395                 .end_pfn  =  PHYS_PFN(res->end),
1396         };
1397         struct memory_group *group = NULL;
1398         u64 start, size;
1399         bool new_node = false;
1400         int ret;
1401
1402         start = res->start;
1403         size = resource_size(res);
1404
1405         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1406         if (ret)
1407                 return ret;
1408
1409         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1410                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1411                 if (!group)
1412                         return -EINVAL;
1413                 nid = group->nid;
1414         }
1415
1416         if (!node_possible(nid)) {
1417                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1418                 return -EINVAL;
1419         }
1420
1421         mem_hotplug_begin();
1422
1423         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1424                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1425                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1426                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1427                 if (ret)
1428                         goto error_mem_hotplug_end;
1429         }
1430
1431         ret = __try_online_node(nid, false);
1432         if (ret < 0)
1433                 goto error;
1434         new_node = ret;
1435
1436         /*
1437          * Self hosted memmap array
1438          */
1439         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1440                 if (mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1441                         mhp_altmap.free = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1442                         params.altmap = kmalloc(sizeof(struct vmem_altmap), GFP_KERNEL);
1443                         if (!params.altmap) {
1444                                 ret = -ENOMEM;
1445                                 goto error;
1446                         }
1447
1448                         memcpy(params.altmap, &mhp_altmap, sizeof(mhp_altmap));
1449                 }
1450                 /* fallback to not using altmap  */
1451         }
1452
1453         /* call arch's memory hotadd */
1454         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1455         if (ret < 0)
1456                 goto error_free;
1457
1458         /* create memory block devices after memory was added */
1459         ret = create_memory_block_devices(start, size, params.altmap, group);
1460         if (ret) {
1461                 arch_remove_memory(start, size, params.altmap);
1462                 goto error_free;
1463         }
1464
1465         if (new_node) {
1466                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1467                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1468                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1469                  * We online node here. We can't roll back from here.
1470                  */
1471                 node_set_online(nid);
1472                 ret = __register_one_node(nid);
1473                 BUG_ON(ret);
1474         }
1475
1476         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1477                                           PFN_UP(start + size - 1),
1478                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1479
1480         /* create new memmap entry */
1481         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1482                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1483
1484         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1485         mem_hotplug_done();
1486
1487         /*
1488          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1489          * merging now that adding succeeded.
1490          */
1491         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1492                 merge_system_ram_resource(res);
1493
1494         /* online pages if requested */
1495         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1496                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1497
1498         return ret;
1499 error_free:
1500         kfree(params.altmap);
1501 error:
1502         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1503                 memblock_remove(start, size);
1504 error_mem_hotplug_end:
1505         mem_hotplug_done();
1506         return ret;
1507 }
1508
1509 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1510 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1511 {
1512         struct resource *res;
1513         int ret;
1514
1515         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1516         if (IS_ERR(res))
1517                 return PTR_ERR(res);
1518
1519         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1520         if (ret < 0)
1521                 release_memory_resource(res);
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1526 {
1527         int rc;
1528
1529         lock_device_hotplug();
1530         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1531         unlock_device_hotplug();
1532
1533         return rc;
1534 }
1535 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1536
1537 /*
1538  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1539  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1540  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1541  * after a reboot, and after kexec.
1542  *
1543  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1544  * kexec kernel or for placing kexec images:
1545  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1546  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1547  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1548  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1549  *
1550  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1551  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1552  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1553  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1554  *
1555  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1556  * "System RAM ($DRIVER)".
1557  */
1558 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1559                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1560 {
1561         struct resource *res;
1562         int rc;
1563
1564         if (!resource_name ||
1565             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1566             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1567                 return -EINVAL;
1568
1569         lock_device_hotplug();
1570
1571         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1572         if (IS_ERR(res)) {
1573                 rc = PTR_ERR(res);
1574                 goto out_unlock;
1575         }
1576
1577         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1578         if (rc < 0)
1579                 release_memory_resource(res);
1580
1581 out_unlock:
1582         unlock_device_hotplug();
1583         return rc;
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1586
1587 /*
1588  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1589  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1590  * linear mapping could be created. The platform returned address
1591  * range must adhere to these following semantics.
1592  *
1593  * - range.start <= range.end
1594  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1595  *
1596  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1597  * entire possible physical address range in case any platform does
1598  * not define arch_get_mappable_range().
1599  */
1600 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1601 {
1602         struct range mhp_range = {
1603                 .start = 0UL,
1604                 .end = -1ULL,
1605         };
1606         return mhp_range;
1607 }
1608
1609 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1610 {
1611         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1612         struct range mhp_range;
1613
1614         if (need_mapping) {
1615                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1616                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1617                         mhp_range.start = 0;
1618                         mhp_range.end = 0;
1619                 }
1620                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1621         } else {
1622                 mhp_range.start = 0;
1623                 mhp_range.end = max_phys;
1624         }
1625         return mhp_range;
1626 }
1627 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1628
1629 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1630 {
1631         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1632         u64 end = start + size;
1633
1634         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1635                 return true;
1636
1637         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1638                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1639         return false;
1640 }
1641
1642 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1643 /*
1644  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1645  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1646  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1647  * definitely unmovable pages.
1648  *
1649  * Returns:
1650  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1651  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1652  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1653  */
1654 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1655                               unsigned long *movable_pfn)
1656 {
1657         unsigned long pfn;
1658
1659         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1660                 struct page *page, *head;
1661                 unsigned long skip;
1662
1663                 if (!pfn_valid(pfn))
1664                         continue;
1665                 page = pfn_to_page(pfn);
1666                 if (PageLRU(page))
1667                         goto found;
1668                 if (__PageMovable(page))
1669                         goto found;
1670
1671                 /*
1672                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1673                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1674                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1675                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1676                  */
1677                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1678                         return -EBUSY;
1679
1680                 if (!PageHuge(page))
1681                         continue;
1682                 head = compound_head(page);
1683                 /*
1684                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1685                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1686                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1687                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1688                  * code must deal with these scenarios.
1689                  */
1690                 if (HPageMigratable(head))
1691                         goto found;
1692                 skip = compound_nr(head) - (pfn - page_to_pfn(head));
1693                 pfn += skip - 1;
1694         }
1695         return -ENOENT;
1696 found:
1697         *movable_pfn = pfn;
1698         return 0;
1699 }
1700
1701 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1702 {
1703         unsigned long pfn;
1704         struct page *page, *head;
1705         LIST_HEAD(source);
1706         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1707                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1708
1709         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1710                 struct folio *folio;
1711                 bool isolated;
1712
1713                 if (!pfn_valid(pfn))
1714                         continue;
1715                 page = pfn_to_page(pfn);
1716                 folio = page_folio(page);
1717                 head = &folio->page;
1718
1719                 if (PageHuge(page)) {
1720                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1721                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1722                         continue;
1723                 } else if (PageTransHuge(page))
1724                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1725
1726                 /*
1727                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1728                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1729                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1730                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1731                  * the unmap as the catch all safety net).
1732                  */
1733                 if (PageHWPoison(page)) {
1734                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1735                                 folio_isolate_lru(folio);
1736                         if (folio_mapped(folio))
1737                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1738                         continue;
1739                 }
1740
1741                 if (!get_page_unless_zero(page))
1742                         continue;
1743                 /*
1744                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1745                  * LRU and non-lru movable pages.
1746                  */
1747                 if (PageLRU(page))
1748                         isolated = isolate_lru_page(page);
1749                 else
1750                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1751                 if (isolated) {
1752                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1753                         if (!__PageMovable(page))
1754                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1755                                                     page_is_file_lru(page));
1756
1757                 } else {
1758                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1759                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1760                                 dump_page(page, "isolation failed");
1761                         }
1762                 }
1763                 put_page(page);
1764         }
1765         if (!list_empty(&source)) {
1766                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1767                 struct migration_target_control mtc = {
1768                         .nmask = &nmask,
1769                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1770                 };
1771                 int ret;
1772
1773                 /*
1774                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1775                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1776                  */
1777                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1778
1779                 /*
1780                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1781                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1782                  * offlining a part of the only existing node)
1783                  */
1784                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1785                 if (nodes_empty(nmask))
1786                         node_set(mtc.nid, nmask);
1787                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1788                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1789                 if (ret) {
1790                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1791                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1792                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1793                                                 page_to_pfn(page), ret);
1794                                         dump_page(page, "migration failure");
1795                                 }
1796                         }
1797                         putback_movable_pages(&source);
1798                 }
1799         }
1800 }
1801
1802 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1803 {
1804         movable_node_enabled = true;
1805         return 0;
1806 }
1807 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1808
1809 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1810 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1811                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1812 {
1813         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1814         unsigned long present_pages = 0;
1815         enum zone_type zt;
1816
1817         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1818         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1819
1820         /*
1821          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1822          * If the memory to be offline is within the range
1823          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1824          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1825          * thus we can determine that we need to clear the node from
1826          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1827          */
1828         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1829                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1830         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1831                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1832
1833         /*
1834          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1835          * does not apply as we don't support 32bit.
1836          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1837          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1838          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1839          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1840          * it for N_MEMORY as well.
1841          */
1842         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1843
1844         if (nr_pages >= present_pages)
1845                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1846 }
1847
1848 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1849 {
1850         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1851                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1852
1853         if (arg->status_change_nid >= 0)
1854                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1855 }
1856
1857 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1858                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1859 {
1860         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1861
1862         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1868  */
1869 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1870                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1871 {
1872         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1873         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1874         const int node = zone_to_nid(zone);
1875         unsigned long flags;
1876         struct memory_notify arg;
1877         char *reason;
1878         int ret;
1879
1880         /*
1881          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1882          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1883          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1884          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1885          * aligned.
1886          */
1887         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1888                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1889                 return -EINVAL;
1890
1891         /*
1892          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1893          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1894          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1895          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1896          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1897          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1898          */
1899         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1900                               count_system_ram_pages_cb);
1901         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1902                 ret = -EINVAL;
1903                 reason = "memory holes";
1904                 goto failed_removal;
1905         }
1906
1907         /*
1908          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1909          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1910          * want to remove in the future.
1911          */
1912         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1913                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1914                 ret = -EINVAL;
1915                 reason = "multizone range";
1916                 goto failed_removal;
1917         }
1918
1919         /*
1920          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1921          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1922          */
1923         zone_pcp_disable(zone);
1924         lru_cache_disable();
1925
1926         /* set above range as isolated */
1927         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1928                                        MIGRATE_MOVABLE,
1929                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1930                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1931         if (ret) {
1932                 reason = "failure to isolate range";
1933                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1934         }
1935
1936         arg.start_pfn = start_pfn;
1937         arg.nr_pages = nr_pages;
1938         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1939
1940         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1941         ret = notifier_to_errno(ret);
1942         if (ret) {
1943                 reason = "notifier failure";
1944                 goto failed_removal_isolated;
1945         }
1946
1947         do {
1948                 pfn = start_pfn;
1949                 do {
1950                         /*
1951                          * Historically we always checked for any signal and
1952                          * can't limit it to fatal signals without eventually
1953                          * breaking user space.
1954                          */
1955                         if (signal_pending(current)) {
1956                                 ret = -EINTR;
1957                                 reason = "signal backoff";
1958                                 goto failed_removal_isolated;
1959                         }
1960
1961                         cond_resched();
1962
1963                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1964                         if (!ret) {
1965                                 /*
1966                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1967                                  * out
1968                                  */
1969                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1970                         }
1971                 } while (!ret);
1972
1973                 if (ret != -ENOENT) {
1974                         reason = "unmovable page";
1975                         goto failed_removal_isolated;
1976                 }
1977
1978                 /*
1979                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1980                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1981                  * counting consistent.
1982                  */
1983                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1984                 if (ret) {
1985                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1986                         goto failed_removal_isolated;
1987                 }
1988
1989                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1990
1991         } while (ret);
1992
1993         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1994         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1995         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1996
1997         /*
1998          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1999          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2000          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2001          */
2002         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2003         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2004         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2005
2006         lru_cache_enable();
2007         zone_pcp_enable(zone);
2008
2009         /* removal success */
2010         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2011         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2012
2013         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2014         init_per_zone_wmark_min();
2015
2016         /*
2017          * Make sure to mark the node as memory-less before rebuilding the zone
2018          * list. Otherwise this node would still appear in the fallback lists.
2019          */
2020         node_states_clear_node(node, &arg);
2021         if (!populated_zone(zone)) {
2022                 zone_pcp_reset(zone);
2023                 build_all_zonelists(NULL);
2024         }
2025
2026         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2027                 kcompactd_stop(node);
2028                 kswapd_stop(node);
2029         }
2030
2031         writeback_set_ratelimit();
2032
2033         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2034         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2035         return 0;
2036
2037 failed_removal_isolated:
2038         /* pushback to free area */
2039         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2040         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2041 failed_removal_pcplists_disabled:
2042         lru_cache_enable();
2043         zone_pcp_enable(zone);
2044 failed_removal:
2045         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2046                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2047                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2048                  reason);
2049         return ret;
2050 }
2051
2052 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2053 {
2054         int *nid = arg;
2055
2056         *nid = mem->nid;
2057         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
2058                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2059
2060                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2061                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2062                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2063                         &beginpa, &endpa);
2064
2065                 return -EBUSY;
2066         }
2067         return 0;
2068 }
2069
2070 static int test_has_altmap_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2071 {
2072         struct memory_block **mem_ptr = (struct memory_block **)arg;
2073         /*
2074          * return the memblock if we have altmap
2075          * and break callback.
2076          */
2077         if (mem->altmap) {
2078                 *mem_ptr = mem;
2079                 return 1;
2080         }
2081         return 0;
2082 }
2083
2084 static int check_cpu_on_node(int nid)
2085 {
2086         int cpu;
2087
2088         for_each_present_cpu(cpu) {
2089                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2090                         /*
2091                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2092                          * offline this node.
2093                          */
2094                         return -EBUSY;
2095         }
2096
2097         return 0;
2098 }
2099
2100 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2101 {
2102         int nid = *(int *)arg;
2103
2104         /*
2105          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2106          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2107          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2108          */
2109         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2110 }
2111
2112 /**
2113  * try_offline_node
2114  * @nid: the node ID
2115  *
2116  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2117  *
2118  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2119  * and online/offline operations before this call.
2120  */
2121 void try_offline_node(int nid)
2122 {
2123         int rc;
2124
2125         /*
2126          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2127          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2128          * e.g., after the memory block was onlined.
2129          */
2130         if (node_spanned_pages(nid))
2131                 return;
2132
2133         /*
2134          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2135          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2136          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2137          */
2138         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2139         if (rc)
2140                 return;
2141
2142         if (check_cpu_on_node(nid))
2143                 return;
2144
2145         /*
2146          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2147          * node now.
2148          */
2149         node_set_offline(nid);
2150         unregister_one_node(nid);
2151 }
2152 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2153
2154 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2155 {
2156         struct memory_block *mem;
2157         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2158         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2159
2160         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2161
2162         /*
2163          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2164          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2165          * if this is not the case.
2166          *
2167          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2168          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2169          * enough for the cases we care about.
2170          */
2171         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2172         if (rc)
2173                 return rc;
2174
2175         /*
2176          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2177          * the same granularity it was added - a single memory block.
2178          */
2179         if (mhp_memmap_on_memory()) {
2180                 rc = walk_memory_blocks(start, size, &mem, test_has_altmap_cb);
2181                 if (rc) {
2182                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2183                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2184                                         "wrong granularity\n",
2185                                         start, start + size);
2186                                 return -EINVAL;
2187                         }
2188                         altmap = mem->altmap;
2189                         /*
2190                          * Mark altmap NULL so that we can add a debug
2191                          * check on memblock free.
2192                          */
2193                         mem->altmap = NULL;
2194                 }
2195         }
2196
2197         /* remove memmap entry */
2198         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2199
2200         /*
2201          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2202          * a barrier against racing online attempts.
2203          */
2204         remove_memory_block_devices(start, size);
2205
2206         mem_hotplug_begin();
2207
2208         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2209
2210         /* Verify that all vmemmap pages have actually been freed. */
2211         if (altmap) {
2212                 WARN(altmap->alloc, "Altmap not fully unmapped");
2213                 kfree(altmap);
2214         }
2215
2216         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2217                 memblock_phys_free(start, size);
2218                 memblock_remove(start, size);
2219         }
2220
2221         release_mem_region_adjustable(start, size);
2222
2223         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2224                 try_offline_node(nid);
2225
2226         mem_hotplug_done();
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 /**
2231  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2232  * @start: physical address of the region to remove
2233  * @size: size of the region to remove
2234  *
2235  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2236  * and online/offline operations before this call, as required by
2237  * try_offline_node().
2238  */
2239 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2240 {
2241
2242         /*
2243          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2244          * function
2245          */
2246         if (try_remove_memory(start, size))
2247                 BUG();
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2252  * some memory is not offline
2253  */
2254 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2255 {
2256         int rc;
2257
2258         lock_device_hotplug();
2259         rc = try_remove_memory(start, size);
2260         unlock_device_hotplug();
2261
2262         return rc;
2263 }
2264 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2265
2266 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2267 {
2268         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2269         uint8_t **online_types = arg;
2270         struct page *page;
2271         int rc;
2272
2273         /*
2274          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2275          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2276          * by offlining code ... so we don't care about that.
2277          */
2278         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2279         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2280                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2281
2282         rc = device_offline(&mem->dev);
2283         /*
2284          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2285          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2286          */
2287         if (!rc)
2288                 **online_types = online_type;
2289
2290         (*online_types)++;
2291         /* Ignore if already offline. */
2292         return rc < 0 ? rc : 0;
2293 }
2294
2295 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2296 {
2297         uint8_t **online_types = arg;
2298         int rc;
2299
2300         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2301                 mem->online_type = **online_types;
2302                 rc = device_online(&mem->dev);
2303                 if (rc < 0)
2304                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2305                                 __func__, rc);
2306         }
2307
2308         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2309         (*online_types)++;
2310         return 0;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2315  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2316  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2317  * that memory.
2318  */
2319 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2320 {
2321         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2322         uint8_t *online_types, *tmp;
2323         int rc;
2324
2325         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2326             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2327                 return -EINVAL;
2328
2329         /*
2330          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2331          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2332          * after offlining some others succeeded.
2333          */
2334         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2335                                      GFP_KERNEL);
2336         if (!online_types)
2337                 return -ENOMEM;
2338         /*
2339          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2340          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2341          * try_reonline_memory_block().
2342          */
2343         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2344
2345         lock_device_hotplug();
2346
2347         tmp = online_types;
2348         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2349
2350         /*
2351          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2352          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2353          */
2354         if (!rc) {
2355                 rc = try_remove_memory(start, size);
2356                 if (rc)
2357                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2358         }
2359
2360         /*
2361          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2362          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2363          */
2364         if (rc) {
2365                 tmp = online_types;
2366                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2367                                    try_reonline_memory_block);
2368         }
2369         unlock_device_hotplug();
2370
2371         kfree(online_types);
2372         return rc;
2373 }
2374 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2375 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */