Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * sparse memory mappings.
4 : : */
5 : : #include <linux/mm.h>
6 : : #include <linux/slab.h>
7 : : #include <linux/mmzone.h>
8 : : #include <linux/memblock.h>
9 : : #include <linux/compiler.h>
10 : : #include <linux/highmem.h>
11 : : #include <linux/export.h>
12 : : #include <linux/spinlock.h>
13 : : #include <linux/vmalloc.h>
14 : : #include <linux/swap.h>
15 : : #include <linux/swapops.h>
16 : :
17 : : #include "internal.h"
18 : : #include <asm/dma.h>
19 : : #include <asm/pgalloc.h>
20 : : #include <asm/pgtable.h>
21 : :
22 : : /*
23 : : * Permanent SPARSEMEM data:
24 : : *
25 : : * 1) mem_section - memory sections, mem_map's for valid memory
26 : : */
27 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
28 : : struct mem_section **mem_section;
29 : : #else
30 : : struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT]
31 : : ____cacheline_internodealigned_in_smp;
32 : : #endif
33 : : EXPORT_SYMBOL(mem_section);
34 : :
35 : : #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
36 : : /*
37 : : * If we did not store the node number in the page then we have to
38 : : * do a lookup in the section_to_node_table in order to find which
39 : : * node the page belongs to.
40 : : */
41 : : #if MAX_NUMNODES <= 256
42 : : static u8 section_to_node_table[NR_MEM_SECTIONS] __cacheline_aligned;
43 : : #else
44 : : static u16 section_to_node_table[NR_MEM_SECTIONS] __cacheline_aligned;
45 : : #endif
46 : :
47 : : int page_to_nid(const struct page *page)
48 : : {
49 : : return section_to_node_table[page_to_section(page)];
50 : : }
51 : : EXPORT_SYMBOL(page_to_nid);
52 : :
53 : : static void set_section_nid(unsigned long section_nr, int nid)
54 : : {
55 : : section_to_node_table[section_nr] = nid;
56 : : }
57 : : #else /* !NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
58 : 27 : static inline void set_section_nid(unsigned long section_nr, int nid)
59 : : {
60 : 27 : }
61 : : #endif
62 : :
63 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
64 : 3 : static noinline struct mem_section __ref *sparse_index_alloc(int nid)
65 : : {
66 : 3 : struct mem_section *section = NULL;
67 : 3 : unsigned long array_size = SECTIONS_PER_ROOT *
68 : : sizeof(struct mem_section);
69 : :
70 [ - + ]: 3 : if (slab_is_available()) {
71 : 0 : section = kzalloc_node(array_size, GFP_KERNEL, nid);
72 : : } else {
73 : 3 : section = memblock_alloc_node(array_size, SMP_CACHE_BYTES,
74 : : nid);
75 [ - + ]: 3 : if (!section)
76 : 0 : panic("%s: Failed to allocate %lu bytes nid=%d\n",
77 : : __func__, array_size, nid);
78 : : }
79 : :
80 : 3 : return section;
81 : : }
82 : :
83 : 27 : static int __meminit sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
84 : : {
85 : 27 : unsigned long root = SECTION_NR_TO_ROOT(section_nr);
86 : 27 : struct mem_section *section;
87 : :
88 : : /*
89 : : * An existing section is possible in the sub-section hotplug
90 : : * case. First hot-add instantiates, follow-on hot-add reuses
91 : : * the existing section.
92 : : *
93 : : * The mem_hotplug_lock resolves the apparent race below.
94 : : */
95 [ + + ]: 27 : if (mem_section[root])
96 : : return 0;
97 : :
98 : 3 : section = sparse_index_alloc(nid);
99 [ + - ]: 3 : if (!section)
100 : : return -ENOMEM;
101 : :
102 : 3 : mem_section[root] = section;
103 : :
104 : 3 : return 0;
105 : : }
106 : : #else /* !SPARSEMEM_EXTREME */
107 : : static inline int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
108 : : {
109 : : return 0;
110 : : }
111 : : #endif
112 : :
113 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
114 : 24 : unsigned long __section_nr(struct mem_section *ms)
115 : : {
116 : 24 : unsigned long root_nr;
117 : 24 : struct mem_section *root = NULL;
118 : :
119 [ - - + + : 24 : for (root_nr = 0; root_nr < NR_SECTION_ROOTS; root_nr++) {
- ]
120 [ + - ]: 24 : root = __nr_to_section(root_nr * SECTIONS_PER_ROOT);
121 : 24 : if (!root)
122 : 0 : continue;
123 : :
124 [ + - - + ]: 24 : if ((ms >= root) && (ms < (root + SECTIONS_PER_ROOT)))
125 : : break;
126 : : }
127 : :
128 : 24 : VM_BUG_ON(!root);
129 : :
130 : 24 : return (root_nr * SECTIONS_PER_ROOT) + (ms - root);
131 : : }
132 : : #else
133 : : unsigned long __section_nr(struct mem_section *ms)
134 : : {
135 : : return (unsigned long)(ms - mem_section[0]);
136 : : }
137 : : #endif
138 : :
139 : : /*
140 : : * During early boot, before section_mem_map is used for an actual
141 : : * mem_map, we use section_mem_map to store the section's NUMA
142 : : * node. This keeps us from having to use another data structure. The
143 : : * node information is cleared just before we store the real mem_map.
144 : : */
145 : 24 : static inline unsigned long sparse_encode_early_nid(int nid)
146 : : {
147 : 24 : return (nid << SECTION_NID_SHIFT);
148 : : }
149 : :
150 : 24 : static inline int sparse_early_nid(struct mem_section *section)
151 : : {
152 : 24 : return (section->section_mem_map >> SECTION_NID_SHIFT);
153 : : }
154 : :
155 : : /* Validate the physical addressing limitations of the model */
156 : 6 : void __meminit mminit_validate_memmodel_limits(unsigned long *start_pfn,
157 : : unsigned long *end_pfn)
158 : : {
159 [ - + - ]: 6 : unsigned long max_sparsemem_pfn = 1UL << (MAX_PHYSMEM_BITS-PAGE_SHIFT);
160 : :
161 : : /*
162 : : * Sanity checks - do not allow an architecture to pass
163 : : * in larger pfns than the maximum scope of sparsemem:
164 : : */
165 [ - + ]: 6 : if (*start_pfn > max_sparsemem_pfn) {
166 [ # # ]: 0 : mminit_dprintk(MMINIT_WARNING, "pfnvalidation",
167 : : "Start of range %lu -> %lu exceeds SPARSEMEM max %lu\n",
168 : : *start_pfn, *end_pfn, max_sparsemem_pfn);
169 : 0 : WARN_ON_ONCE(1);
170 : 0 : *start_pfn = max_sparsemem_pfn;
171 : 0 : *end_pfn = max_sparsemem_pfn;
172 [ - + ]: 6 : } else if (*end_pfn > max_sparsemem_pfn) {
173 [ # # ]: 0 : mminit_dprintk(MMINIT_WARNING, "pfnvalidation",
174 : : "End of range %lu -> %lu exceeds SPARSEMEM max %lu\n",
175 : : *start_pfn, *end_pfn, max_sparsemem_pfn);
176 : 0 : WARN_ON_ONCE(1);
177 : 0 : *end_pfn = max_sparsemem_pfn;
178 : : }
179 : 6 : }
180 : :
181 : : /*
182 : : * There are a number of times that we loop over NR_MEM_SECTIONS,
183 : : * looking for section_present() on each. But, when we have very
184 : : * large physical address spaces, NR_MEM_SECTIONS can also be
185 : : * very large which makes the loops quite long.
186 : : *
187 : : * Keeping track of this gives us an easy way to break out of
188 : : * those loops early.
189 : : */
190 : : unsigned long __highest_present_section_nr;
191 : 24 : static void section_mark_present(struct mem_section *ms)
192 : : {
193 : 24 : unsigned long section_nr = __section_nr(ms);
194 : :
195 [ + + ]: 24 : if (section_nr > __highest_present_section_nr)
196 : 21 : __highest_present_section_nr = section_nr;
197 : :
198 : 24 : ms->section_mem_map |= SECTION_MARKED_PRESENT;
199 : 24 : }
200 : :
201 : : #define for_each_present_section_nr(start, section_nr) \
202 : : for (section_nr = next_present_section_nr(start-1); \
203 : : ((section_nr != -1) && \
204 : : (section_nr <= __highest_present_section_nr)); \
205 : : section_nr = next_present_section_nr(section_nr))
206 : :
207 : 3 : static inline unsigned long first_present_section_nr(void)
208 : : {
209 : 3 : return next_present_section_nr(-1);
210 : : }
211 : :
212 : 27 : static void subsection_mask_set(unsigned long *map, unsigned long pfn,
213 : : unsigned long nr_pages)
214 : : {
215 [ - + ]: 27 : int idx = subsection_map_index(pfn);
216 : 27 : int end = subsection_map_index(pfn + nr_pages - 1);
217 : :
218 [ - + ]: 27 : bitmap_set(map, idx, end - idx + 1);
219 : 27 : }
220 : :
221 : 6 : void __init subsection_map_init(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
222 : : {
223 [ + - ]: 6 : int end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
224 : 6 : unsigned long nr, start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
225 : :
226 [ + - ]: 6 : if (!nr_pages)
227 : : return;
228 : :
229 [ + + ]: 33 : for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
230 : 27 : struct mem_section *ms;
231 : 27 : unsigned long pfns;
232 : :
233 : 27 : pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
234 : : - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
235 [ + - ]: 27 : ms = __nr_to_section(nr);
236 : 27 : subsection_mask_set(ms->usage->subsection_map, pfn, pfns);
237 : :
238 : 27 : pr_debug("%s: sec: %lu pfns: %lu set(%d, %d)\n", __func__, nr,
239 : : pfns, subsection_map_index(pfn),
240 : : subsection_map_index(pfn + pfns - 1));
241 : :
242 : 27 : pfn += pfns;
243 : 27 : nr_pages -= pfns;
244 : : }
245 : : }
246 : :
247 : : /* Record a memory area against a node. */
248 : 6 : void __init memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
249 : : {
250 : 6 : unsigned long pfn;
251 : :
252 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
253 [ + + ]: 6 : if (unlikely(!mem_section)) {
254 : 3 : unsigned long size, align;
255 : :
256 [ - + - ]: 3 : size = sizeof(struct mem_section*) * NR_SECTION_ROOTS;
257 : 3 : align = 1 << (INTERNODE_CACHE_SHIFT);
258 : 3 : mem_section = memblock_alloc(size, align);
259 [ - + ]: 3 : if (!mem_section)
260 : 0 : panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
261 : : __func__, size, align);
262 : : }
263 : : #endif
264 : :
265 : 6 : start &= PAGE_SECTION_MASK;
266 : 6 : mminit_validate_memmodel_limits(&start, &end);
267 [ + + ]: 33 : for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
268 : 27 : unsigned long section = pfn_to_section_nr(pfn);
269 : 27 : struct mem_section *ms;
270 : :
271 : 27 : sparse_index_init(section, nid);
272 : 27 : set_section_nid(section, nid);
273 : :
274 [ + - ]: 27 : ms = __nr_to_section(section);
275 [ + + ]: 27 : if (!ms->section_mem_map) {
276 : 24 : ms->section_mem_map = sparse_encode_early_nid(nid) |
277 : : SECTION_IS_ONLINE;
278 : 24 : section_mark_present(ms);
279 : : }
280 : : }
281 : 6 : }
282 : :
283 : : /*
284 : : * Mark all memblocks as present using memory_present(). This is a
285 : : * convienence function that is useful for a number of arches
286 : : * to mark all of the systems memory as present during initialization.
287 : : */
288 : 0 : void __init memblocks_present(void)
289 : : {
290 : 0 : struct memblock_region *reg;
291 : :
292 [ # # ]: 0 : for_each_memblock(memory, reg) {
293 : 0 : memory_present(memblock_get_region_node(reg),
294 : : memblock_region_memory_base_pfn(reg),
295 : : memblock_region_memory_end_pfn(reg));
296 : : }
297 : 0 : }
298 : :
299 : : /*
300 : : * Subtle, we encode the real pfn into the mem_map such that
301 : : * the identity pfn - section_mem_map will return the actual
302 : : * physical page frame number.
303 : : */
304 : : static unsigned long sparse_encode_mem_map(struct page *mem_map, unsigned long pnum)
305 : : {
306 : : unsigned long coded_mem_map =
307 : : (unsigned long)(mem_map - (section_nr_to_pfn(pnum)));
308 : : BUILD_BUG_ON(SECTION_MAP_LAST_BIT > (1UL<<PFN_SECTION_SHIFT));
309 : : BUG_ON(coded_mem_map & ~SECTION_MAP_MASK);
310 : : return coded_mem_map;
311 : : }
312 : :
313 : : /*
314 : : * Decode mem_map from the coded memmap
315 : : */
316 : 0 : struct page *sparse_decode_mem_map(unsigned long coded_mem_map, unsigned long pnum)
317 : : {
318 : : /* mask off the extra low bits of information */
319 : 0 : coded_mem_map &= SECTION_MAP_MASK;
320 : 0 : return ((struct page *)coded_mem_map) + section_nr_to_pfn(pnum);
321 : : }
322 : :
323 : : static void __meminit sparse_init_one_section(struct mem_section *ms,
324 : : unsigned long pnum, struct page *mem_map,
325 : : struct mem_section_usage *usage, unsigned long flags)
326 : : {
327 : : ms->section_mem_map &= ~SECTION_MAP_MASK;
328 : : ms->section_mem_map |= sparse_encode_mem_map(mem_map, pnum)
329 : : | SECTION_HAS_MEM_MAP | flags;
330 : : ms->usage = usage;
331 : : }
332 : :
333 : 27 : static unsigned long usemap_size(void)
334 : : {
335 : 27 : return BITS_TO_LONGS(SECTION_BLOCKFLAGS_BITS) * sizeof(unsigned long);
336 : : }
337 : :
338 : 27 : size_t mem_section_usage_size(void)
339 : : {
340 : 27 : return sizeof(struct mem_section_usage) + usemap_size();
341 : : }
342 : :
343 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
344 : : static struct mem_section_usage * __init
345 : : sparse_early_usemaps_alloc_pgdat_section(struct pglist_data *pgdat,
346 : : unsigned long size)
347 : : {
348 : : struct mem_section_usage *usage;
349 : : unsigned long goal, limit;
350 : : int nid;
351 : : /*
352 : : * A page may contain usemaps for other sections preventing the
353 : : * page being freed and making a section unremovable while
354 : : * other sections referencing the usemap remain active. Similarly,
355 : : * a pgdat can prevent a section being removed. If section A
356 : : * contains a pgdat and section B contains the usemap, both
357 : : * sections become inter-dependent. This allocates usemaps
358 : : * from the same section as the pgdat where possible to avoid
359 : : * this problem.
360 : : */
361 : : goal = __pa(pgdat) & (PAGE_SECTION_MASK << PAGE_SHIFT);
362 : : limit = goal + (1UL << PA_SECTION_SHIFT);
363 : : nid = early_pfn_to_nid(goal >> PAGE_SHIFT);
364 : : again:
365 : : usage = memblock_alloc_try_nid(size, SMP_CACHE_BYTES, goal, limit, nid);
366 : : if (!usage && limit) {
367 : : limit = 0;
368 : : goto again;
369 : : }
370 : : return usage;
371 : : }
372 : :
373 : : static void __init check_usemap_section_nr(int nid,
374 : : struct mem_section_usage *usage)
375 : : {
376 : : unsigned long usemap_snr, pgdat_snr;
377 : : static unsigned long old_usemap_snr;
378 : : static unsigned long old_pgdat_snr;
379 : : struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
380 : : int usemap_nid;
381 : :
382 : : /* First call */
383 : : if (!old_usemap_snr) {
384 : : old_usemap_snr = NR_MEM_SECTIONS;
385 : : old_pgdat_snr = NR_MEM_SECTIONS;
386 : : }
387 : :
388 : : usemap_snr = pfn_to_section_nr(__pa(usage) >> PAGE_SHIFT);
389 : : pgdat_snr = pfn_to_section_nr(__pa(pgdat) >> PAGE_SHIFT);
390 : : if (usemap_snr == pgdat_snr)
391 : : return;
392 : :
393 : : if (old_usemap_snr == usemap_snr && old_pgdat_snr == pgdat_snr)
394 : : /* skip redundant message */
395 : : return;
396 : :
397 : : old_usemap_snr = usemap_snr;
398 : : old_pgdat_snr = pgdat_snr;
399 : :
400 : : usemap_nid = sparse_early_nid(__nr_to_section(usemap_snr));
401 : : if (usemap_nid != nid) {
402 : : pr_info("node %d must be removed before remove section %ld\n",
403 : : nid, usemap_snr);
404 : : return;
405 : : }
406 : : /*
407 : : * There is a circular dependency.
408 : : * Some platforms allow un-removable section because they will just
409 : : * gather other removable sections for dynamic partitioning.
410 : : * Just notify un-removable section's number here.
411 : : */
412 : : pr_info("Section %ld and %ld (node %d) have a circular dependency on usemap and pgdat allocations\n",
413 : : usemap_snr, pgdat_snr, nid);
414 : : }
415 : : #else
416 : : static struct mem_section_usage * __init
417 : : sparse_early_usemaps_alloc_pgdat_section(struct pglist_data *pgdat,
418 : : unsigned long size)
419 : : {
420 : : return memblock_alloc_node(size, SMP_CACHE_BYTES, pgdat->node_id);
421 : : }
422 : :
423 : 24 : static void __init check_usemap_section_nr(int nid,
424 : : struct mem_section_usage *usage)
425 : : {
426 : 24 : }
427 : : #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
428 : :
429 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
430 : 6 : static unsigned long __init section_map_size(void)
431 : : {
432 : 6 : return ALIGN(sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION, PMD_SIZE);
433 : : }
434 : :
435 : : #else
436 : : static unsigned long __init section_map_size(void)
437 : : {
438 : : return PAGE_ALIGN(sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
439 : : }
440 : :
441 : : struct page __init *__populate_section_memmap(unsigned long pfn,
442 : : unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap)
443 : : {
444 : : unsigned long size = section_map_size();
445 : : struct page *map = sparse_buffer_alloc(size);
446 : : phys_addr_t addr = __pa(MAX_DMA_ADDRESS);
447 : :
448 : : if (map)
449 : : return map;
450 : :
451 : : map = memblock_alloc_try_nid_raw(size, size, addr,
452 : : MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
453 : : if (!map)
454 : : panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx nid=%d from=%pa\n",
455 : : __func__, size, PAGE_SIZE, nid, &addr);
456 : :
457 : : return map;
458 : : }
459 : : #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
460 : :
461 : : static void *sparsemap_buf __meminitdata;
462 : : static void *sparsemap_buf_end __meminitdata;
463 : :
464 : 0 : static inline void __meminit sparse_buffer_free(unsigned long size)
465 : : {
466 [ # # # # : 0 : WARN_ON(!sparsemap_buf || size == 0);
# # ]
467 [ # # ]: 0 : memblock_free_early(__pa(sparsemap_buf), size);
468 : 0 : }
469 : :
470 : 3 : static void __init sparse_buffer_init(unsigned long size, int nid)
471 : : {
472 [ + - ]: 3 : phys_addr_t addr = __pa(MAX_DMA_ADDRESS);
473 [ - + ]: 3 : WARN_ON(sparsemap_buf); /* forgot to call sparse_buffer_fini()? */
474 : : /*
475 : : * Pre-allocated buffer is mainly used by __populate_section_memmap
476 : : * and we want it to be properly aligned to the section size - this is
477 : : * especially the case for VMEMMAP which maps memmap to PMDs
478 : : */
479 : 3 : sparsemap_buf = memblock_alloc_exact_nid_raw(size, section_map_size(),
480 : : addr, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
481 : 3 : sparsemap_buf_end = sparsemap_buf + size;
482 : 3 : }
483 : :
484 : 3 : static void __init sparse_buffer_fini(void)
485 : : {
486 : 3 : unsigned long size = sparsemap_buf_end - sparsemap_buf;
487 : :
488 [ + - - + ]: 3 : if (sparsemap_buf && size > 0)
489 : 0 : sparse_buffer_free(size);
490 : 3 : sparsemap_buf = NULL;
491 : 3 : }
492 : :
493 : 24 : void * __meminit sparse_buffer_alloc(unsigned long size)
494 : : {
495 : 24 : void *ptr = NULL;
496 : :
497 [ + - ]: 24 : if (sparsemap_buf) {
498 : 24 : ptr = (void *) roundup((unsigned long)sparsemap_buf, size);
499 [ + - ]: 24 : if (ptr + size > sparsemap_buf_end)
500 : : ptr = NULL;
501 : : else {
502 : : /* Free redundant aligned space */
503 [ - + ]: 24 : if ((unsigned long)(ptr - sparsemap_buf) > 0)
504 : 0 : sparse_buffer_free((unsigned long)(ptr - sparsemap_buf));
505 : 24 : sparsemap_buf = ptr + size;
506 : : }
507 : : }
508 : 24 : return ptr;
509 : : }
510 : :
511 : 0 : void __weak __meminit vmemmap_populate_print_last(void)
512 : : {
513 : 0 : }
514 : :
515 : : /*
516 : : * Initialize sparse on a specific node. The node spans [pnum_begin, pnum_end)
517 : : * And number of present sections in this node is map_count.
518 : : */
519 : 3 : static void __init sparse_init_nid(int nid, unsigned long pnum_begin,
520 : : unsigned long pnum_end,
521 : : unsigned long map_count)
522 : : {
523 : 3 : struct mem_section_usage *usage;
524 : 3 : unsigned long pnum;
525 : 3 : struct page *map;
526 : :
527 : 3 : usage = sparse_early_usemaps_alloc_pgdat_section(NODE_DATA(nid),
528 : : mem_section_usage_size() * map_count);
529 [ - + ]: 3 : if (!usage) {
530 : 0 : pr_err("%s: node[%d] usemap allocation failed", __func__, nid);
531 : 0 : goto failed;
532 : : }
533 : 3 : sparse_buffer_init(map_count * section_map_size(), nid);
534 [ + + + - ]: 30 : for_each_present_section_nr(pnum_begin, pnum) {
535 [ + - ]: 24 : unsigned long pfn = section_nr_to_pfn(pnum);
536 : :
537 [ + - ]: 24 : if (pnum >= pnum_end)
538 : : break;
539 : :
540 : 24 : map = __populate_section_memmap(pfn, PAGES_PER_SECTION,
541 : : nid, NULL);
542 [ - + ]: 24 : if (!map) {
543 : 0 : pr_err("%s: node[%d] memory map backing failed. Some memory will not be available.",
544 : : __func__, nid);
545 : 0 : pnum_begin = pnum;
546 : 0 : goto failed;
547 : : }
548 : 24 : check_usemap_section_nr(nid, usage);
549 [ + - ]: 48 : sparse_init_one_section(__nr_to_section(pnum), pnum, map, usage,
550 : : SECTION_IS_EARLY);
551 : 24 : usage = (void *) usage + mem_section_usage_size();
552 : : }
553 : 3 : sparse_buffer_fini();
554 : 3 : return;
555 : 0 : failed:
556 : : /* We failed to allocate, mark all the following pnums as not present */
557 [ # # # # ]: 0 : for_each_present_section_nr(pnum_begin, pnum) {
558 : 0 : struct mem_section *ms;
559 : :
560 [ # # ]: 0 : if (pnum >= pnum_end)
561 : : break;
562 [ # # ]: 0 : ms = __nr_to_section(pnum);
563 : 0 : ms->section_mem_map = 0;
564 : : }
565 : : }
566 : :
567 : : /*
568 : : * Allocate the accumulated non-linear sections, allocate a mem_map
569 : : * for each and record the physical to section mapping.
570 : : */
571 : 3 : void __init sparse_init(void)
572 : : {
573 : 3 : unsigned long pnum_begin = first_present_section_nr();
574 [ + - ]: 3 : int nid_begin = sparse_early_nid(__nr_to_section(pnum_begin));
575 : 3 : unsigned long pnum_end, map_count = 1;
576 : :
577 : : /* Setup pageblock_order for HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
578 : 3 : set_pageblock_order();
579 : :
580 [ + + + - ]: 48 : for_each_present_section_nr(pnum_begin + 1, pnum_end) {
581 [ + - ]: 21 : int nid = sparse_early_nid(__nr_to_section(pnum_end));
582 : :
583 [ + - ]: 21 : if (nid == nid_begin) {
584 : 21 : map_count++;
585 : 21 : continue;
586 : : }
587 : : /* Init node with sections in range [pnum_begin, pnum_end) */
588 : 0 : sparse_init_nid(nid_begin, pnum_begin, pnum_end, map_count);
589 : 0 : nid_begin = nid;
590 : 0 : pnum_begin = pnum_end;
591 : 0 : map_count = 1;
592 : : }
593 : : /* cover the last node */
594 : 3 : sparse_init_nid(nid_begin, pnum_begin, pnum_end, map_count);
595 : 3 : vmemmap_populate_print_last();
596 : 3 : }
597 : :
598 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
599 : :
600 : : /* Mark all memory sections within the pfn range as online */
601 : : void online_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
602 : : {
603 : : unsigned long pfn;
604 : :
605 : : for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
606 : : unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
607 : : struct mem_section *ms;
608 : :
609 : : /* onlining code should never touch invalid ranges */
610 : : if (WARN_ON(!valid_section_nr(section_nr)))
611 : : continue;
612 : :
613 : : ms = __nr_to_section(section_nr);
614 : : ms->section_mem_map |= SECTION_IS_ONLINE;
615 : : }
616 : : }
617 : :
618 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
619 : : /* Mark all memory sections within the pfn range as offline */
620 : : void offline_mem_sections(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
621 : : {
622 : : unsigned long pfn;
623 : :
624 : : for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
625 : : unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
626 : : struct mem_section *ms;
627 : :
628 : : /*
629 : : * TODO this needs some double checking. Offlining code makes
630 : : * sure to check pfn_valid but those checks might be just bogus
631 : : */
632 : : if (WARN_ON(!valid_section_nr(section_nr)))
633 : : continue;
634 : :
635 : : ms = __nr_to_section(section_nr);
636 : : ms->section_mem_map &= ~SECTION_IS_ONLINE;
637 : : }
638 : : }
639 : : #endif
640 : :
641 : : #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
642 : : static struct page * __meminit populate_section_memmap(unsigned long pfn,
643 : : unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap)
644 : : {
645 : : return __populate_section_memmap(pfn, nr_pages, nid, altmap);
646 : : }
647 : :
648 : : static void depopulate_section_memmap(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
649 : : struct vmem_altmap *altmap)
650 : : {
651 : : unsigned long start = (unsigned long) pfn_to_page(pfn);
652 : : unsigned long end = start + nr_pages * sizeof(struct page);
653 : :
654 : : vmemmap_free(start, end, altmap);
655 : : }
656 : : static void free_map_bootmem(struct page *memmap)
657 : : {
658 : : unsigned long start = (unsigned long)memmap;
659 : : unsigned long end = (unsigned long)(memmap + PAGES_PER_SECTION);
660 : :
661 : : vmemmap_free(start, end, NULL);
662 : : }
663 : : #else
664 : : struct page * __meminit populate_section_memmap(unsigned long pfn,
665 : : unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap)
666 : : {
667 : : struct page *page, *ret;
668 : : unsigned long memmap_size = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
669 : :
670 : : page = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN, get_order(memmap_size));
671 : : if (page)
672 : : goto got_map_page;
673 : :
674 : : ret = vmalloc(memmap_size);
675 : : if (ret)
676 : : goto got_map_ptr;
677 : :
678 : : return NULL;
679 : : got_map_page:
680 : : ret = (struct page *)pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
681 : : got_map_ptr:
682 : :
683 : : return ret;
684 : : }
685 : :
686 : : static void depopulate_section_memmap(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
687 : : struct vmem_altmap *altmap)
688 : : {
689 : : struct page *memmap = pfn_to_page(pfn);
690 : :
691 : : if (is_vmalloc_addr(memmap))
692 : : vfree(memmap);
693 : : else
694 : : free_pages((unsigned long)memmap,
695 : : get_order(sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION));
696 : : }
697 : :
698 : : static void free_map_bootmem(struct page *memmap)
699 : : {
700 : : unsigned long maps_section_nr, removing_section_nr, i;
701 : : unsigned long magic, nr_pages;
702 : : struct page *page = virt_to_page(memmap);
703 : :
704 : : nr_pages = PAGE_ALIGN(PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page))
705 : : >> PAGE_SHIFT;
706 : :
707 : : for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++) {
708 : : magic = (unsigned long) page->freelist;
709 : :
710 : : BUG_ON(magic == NODE_INFO);
711 : :
712 : : maps_section_nr = pfn_to_section_nr(page_to_pfn(page));
713 : : removing_section_nr = page_private(page);
714 : :
715 : : /*
716 : : * When this function is called, the removing section is
717 : : * logical offlined state. This means all pages are isolated
718 : : * from page allocator. If removing section's memmap is placed
719 : : * on the same section, it must not be freed.
720 : : * If it is freed, page allocator may allocate it which will
721 : : * be removed physically soon.
722 : : */
723 : : if (maps_section_nr != removing_section_nr)
724 : : put_page_bootmem(page);
725 : : }
726 : : }
727 : : #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
728 : :
729 : : static void section_deactivate(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
730 : : struct vmem_altmap *altmap)
731 : : {
732 : : DECLARE_BITMAP(map, SUBSECTIONS_PER_SECTION) = { 0 };
733 : : DECLARE_BITMAP(tmp, SUBSECTIONS_PER_SECTION) = { 0 };
734 : : struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
735 : : bool section_is_early = early_section(ms);
736 : : struct page *memmap = NULL;
737 : : bool empty;
738 : : unsigned long *subsection_map = ms->usage
739 : : ? &ms->usage->subsection_map[0] : NULL;
740 : :
741 : : subsection_mask_set(map, pfn, nr_pages);
742 : : if (subsection_map)
743 : : bitmap_and(tmp, map, subsection_map, SUBSECTIONS_PER_SECTION);
744 : :
745 : : if (WARN(!subsection_map || !bitmap_equal(tmp, map, SUBSECTIONS_PER_SECTION),
746 : : "section already deactivated (%#lx + %ld)\n",
747 : : pfn, nr_pages))
748 : : return;
749 : :
750 : : /*
751 : : * There are 3 cases to handle across two configurations
752 : : * (SPARSEMEM_VMEMMAP={y,n}):
753 : : *
754 : : * 1/ deactivation of a partial hot-added section (only possible
755 : : * in the SPARSEMEM_VMEMMAP=y case).
756 : : * a/ section was present at memory init
757 : : * b/ section was hot-added post memory init
758 : : * 2/ deactivation of a complete hot-added section
759 : : * 3/ deactivation of a complete section from memory init
760 : : *
761 : : * For 1/, when subsection_map does not empty we will not be
762 : : * freeing the usage map, but still need to free the vmemmap
763 : : * range.
764 : : *
765 : : * For 2/ and 3/ the SPARSEMEM_VMEMMAP={y,n} cases are unified
766 : : */
767 : : bitmap_xor(subsection_map, map, subsection_map, SUBSECTIONS_PER_SECTION);
768 : : empty = bitmap_empty(subsection_map, SUBSECTIONS_PER_SECTION);
769 : : if (empty) {
770 : : unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
771 : :
772 : : /*
773 : : * When removing an early section, the usage map is kept (as the
774 : : * usage maps of other sections fall into the same page). It
775 : : * will be re-used when re-adding the section - which is then no
776 : : * longer an early section. If the usage map is PageReserved, it
777 : : * was allocated during boot.
778 : : */
779 : : if (!PageReserved(virt_to_page(ms->usage))) {
780 : : kfree(ms->usage);
781 : : ms->usage = NULL;
782 : : }
783 : : memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
784 : : /*
785 : : * Mark the section invalid so that valid_section()
786 : : * return false. This prevents code from dereferencing
787 : : * ms->usage array.
788 : : */
789 : : ms->section_mem_map &= ~SECTION_HAS_MEM_MAP;
790 : : }
791 : :
792 : : if (section_is_early && memmap)
793 : : free_map_bootmem(memmap);
794 : : else
795 : : depopulate_section_memmap(pfn, nr_pages, altmap);
796 : :
797 : : if (empty)
798 : : ms->section_mem_map = (unsigned long)NULL;
799 : : }
800 : :
801 : : static struct page * __meminit section_activate(int nid, unsigned long pfn,
802 : : unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
803 : : {
804 : : DECLARE_BITMAP(map, SUBSECTIONS_PER_SECTION) = { 0 };
805 : : struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
806 : : struct mem_section_usage *usage = NULL;
807 : : unsigned long *subsection_map;
808 : : struct page *memmap;
809 : : int rc = 0;
810 : :
811 : : subsection_mask_set(map, pfn, nr_pages);
812 : :
813 : : if (!ms->usage) {
814 : : usage = kzalloc(mem_section_usage_size(), GFP_KERNEL);
815 : : if (!usage)
816 : : return ERR_PTR(-ENOMEM);
817 : : ms->usage = usage;
818 : : }
819 : : subsection_map = &ms->usage->subsection_map[0];
820 : :
821 : : if (bitmap_empty(map, SUBSECTIONS_PER_SECTION))
822 : : rc = -EINVAL;
823 : : else if (bitmap_intersects(map, subsection_map, SUBSECTIONS_PER_SECTION))
824 : : rc = -EEXIST;
825 : : else
826 : : bitmap_or(subsection_map, map, subsection_map,
827 : : SUBSECTIONS_PER_SECTION);
828 : :
829 : : if (rc) {
830 : : if (usage)
831 : : ms->usage = NULL;
832 : : kfree(usage);
833 : : return ERR_PTR(rc);
834 : : }
835 : :
836 : : /*
837 : : * The early init code does not consider partially populated
838 : : * initial sections, it simply assumes that memory will never be
839 : : * referenced. If we hot-add memory into such a section then we
840 : : * do not need to populate the memmap and can simply reuse what
841 : : * is already there.
842 : : */
843 : : if (nr_pages < PAGES_PER_SECTION && early_section(ms))
844 : : return pfn_to_page(pfn);
845 : :
846 : : memmap = populate_section_memmap(pfn, nr_pages, nid, altmap);
847 : : if (!memmap) {
848 : : section_deactivate(pfn, nr_pages, altmap);
849 : : return ERR_PTR(-ENOMEM);
850 : : }
851 : :
852 : : return memmap;
853 : : }
854 : :
855 : : /**
856 : : * sparse_add_section - add a memory section, or populate an existing one
857 : : * @nid: The node to add section on
858 : : * @start_pfn: start pfn of the memory range
859 : : * @nr_pages: number of pfns to add in the section
860 : : * @altmap: device page map
861 : : *
862 : : * This is only intended for hotplug.
863 : : *
864 : : * Return:
865 : : * * 0 - On success.
866 : : * * -EEXIST - Section has been present.
867 : : * * -ENOMEM - Out of memory.
868 : : */
869 : : int __meminit sparse_add_section(int nid, unsigned long start_pfn,
870 : : unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
871 : : {
872 : : unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
873 : : struct mem_section *ms;
874 : : struct page *memmap;
875 : : int ret;
876 : :
877 : : ret = sparse_index_init(section_nr, nid);
878 : : if (ret < 0)
879 : : return ret;
880 : :
881 : : memmap = section_activate(nid, start_pfn, nr_pages, altmap);
882 : : if (IS_ERR(memmap))
883 : : return PTR_ERR(memmap);
884 : :
885 : : /*
886 : : * Poison uninitialized struct pages in order to catch invalid flags
887 : : * combinations.
888 : : */
889 : : page_init_poison(memmap, sizeof(struct page) * nr_pages);
890 : :
891 : : ms = __nr_to_section(section_nr);
892 : : set_section_nid(section_nr, nid);
893 : : section_mark_present(ms);
894 : :
895 : : /* Align memmap to section boundary in the subsection case */
896 : : if (section_nr_to_pfn(section_nr) != start_pfn)
897 : : memmap = pfn_to_kaddr(section_nr_to_pfn(section_nr));
898 : : sparse_init_one_section(ms, section_nr, memmap, ms->usage, 0);
899 : :
900 : : return 0;
901 : : }
902 : :
903 : : #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
904 : : static void clear_hwpoisoned_pages(struct page *memmap, int nr_pages)
905 : : {
906 : : int i;
907 : :
908 : : /*
909 : : * A further optimization is to have per section refcounted
910 : : * num_poisoned_pages. But that would need more space per memmap, so
911 : : * for now just do a quick global check to speed up this routine in the
912 : : * absence of bad pages.
913 : : */
914 : : if (atomic_long_read(&num_poisoned_pages) == 0)
915 : : return;
916 : :
917 : : for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
918 : : if (PageHWPoison(&memmap[i])) {
919 : : num_poisoned_pages_dec();
920 : : ClearPageHWPoison(&memmap[i]);
921 : : }
922 : : }
923 : : }
924 : : #else
925 : : static inline void clear_hwpoisoned_pages(struct page *memmap, int nr_pages)
926 : : {
927 : : }
928 : : #endif
929 : :
930 : : void sparse_remove_section(struct mem_section *ms, unsigned long pfn,
931 : : unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
932 : : struct vmem_altmap *altmap)
933 : : {
934 : : clear_hwpoisoned_pages(pfn_to_page(pfn) + map_offset,
935 : : nr_pages - map_offset);
936 : : section_deactivate(pfn, nr_pages, altmap);
937 : : }
938 : : #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
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