mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
  53
  54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  56
  57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  58
  59 void get_online_mems(void)
  60 {
  61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  62 }
  63
  64 void put_online_mems(void)
  65 {
  66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  67 }
  68
  69 bool movable_node_enabled = false;
  70
  71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  72 bool memhp_auto_online;
  73 #else
  74 bool memhp_auto_online = true;
  75 #endif
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  77
  78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  79 {
  80         if (!strcmp(str, "online"))
  81                 memhp_auto_online = true;
  82         else if (!strcmp(str, "offline"))
  83                 memhp_auto_online = false;
  84
  85         return 1;
  86 }
  87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  88
  89 void mem_hotplug_begin(void)
  90 {
  91         cpus_read_lock();
  92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  93 }
  94
  95 void mem_hotplug_done(void)
  96 {
  97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  98         cpus_read_unlock();
  99 }
 100
 101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 102
 103 /* add this memory to iomem resource */
 104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 105 {
 106         struct resource *res;
 107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 108         char *resource_name = "System RAM";
 109
 110         if (start + size > max_mem_size)
 111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 112
 113         /*
 114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 115          * a child of an existing resource that was present but
 116          * not marked as busy.
 117          */
 118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 119                                resource_name, flags);
 120
 121         if (!res) {
 122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 123                                 start, start + size);
 124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 125         }
 126         return res;
 127 }
 128
 129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 130 {
 131         if (!res)
 132                 return;
 133         release_resource(res);
 134         kfree(res);
 135 }
 136
 137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 138 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 139                       unsigned long type)
 140 {
 141         page->freelist = (void *)type;
 142         SetPagePrivate(page);
 143         set_page_private(page, info);
 144         page_ref_inc(page);
 145 }
 146
 147 void put_page_bootmem(struct page *page)
 148 {
 149         unsigned long type;
 150
 151         type = (unsigned long) page->freelist;
 152         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 153                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 154
 155         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 156                 page->freelist = NULL;
 157                 ClearPagePrivate(page);
 158                 set_page_private(page, 0);
 159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 160                 free_reserved_page(page);
 161         }
 162 }
 163
 164 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 165 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 166 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 167 {
 168         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 169         struct mem_section *ms;
 170         struct page *page, *memmap;
 171         struct mem_section_usage *usage;
 172
 173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 174         ms = __nr_to_section(section_nr);
 175
 176         /* Get section's memmap address */
 177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 178
 179         /*
 180          * Get page for the memmap's phys address
 181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 182          */
 183         page = virt_to_page(memmap);
 184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 186
 187         /* remember memmap's page */
 188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 190
 191         usage = ms->usage;
 192         page = virt_to_page(usage);
 193
 194         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 195
 196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 198
 199 }
 200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 202 {
 203         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 204         struct mem_section *ms;
 205         struct page *page, *memmap;
 206         struct mem_section_usage *usage;
 207
 208         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 209         ms = __nr_to_section(section_nr);
 210
 211         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 212
 213         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 214
 215         usage = ms->usage;
 216         page = virt_to_page(usage);
 217
 218         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 219
 220         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 221                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 222 }
 223 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 224
 225 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 226 {
 227         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 228         int node = pgdat->node_id;
 229         struct page *page;
 230
 231         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 232         page = virt_to_page(pgdat);
 233
 234         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 235                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 236
 237         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 238         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 239
 240         /* register section info */
 241         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 242                 /*
 243                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 244                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 245                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 246                  * reside in some other nodes.
 247                  */
 248                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 249                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 250         }
 251 }
 252 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 253
 254 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 255                 const char *reason)
 256 {
 257         /*
 258          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 259          * allow operations smaller than a section for
 260          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 261          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 262          * memory that will be marked online, so this check should only
 263          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 264          * add_memory_resource().
 265          */
 266         unsigned long min_align;
 267
 268         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 269                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 270         else
 271                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 272         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 273                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 274                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 275                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 276                 return -EINVAL;
 277         }
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 283  * expected that archs that support memory hotplug will
 284  * call this function after deciding the zone to which to
 285  * add the new pages.
 286  */
 287 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 288                 struct mhp_restrictions *restrictions)
 289 {
 290         int err;
 291         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 292         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 293
 294         if (altmap) {
 295                 /*
 296                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 297                  */
 298                 if (altmap->base_pfn != pfn
 299                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 300                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 301                         return -EINVAL;
 302                 }
 303                 altmap->alloc = 0;
 304         }
 305
 306         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 307         if (err)
 308                 return err;
 309
 310         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 311         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 312         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 313                 unsigned long pfns;
 314
 315                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 316                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 317                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
 318                 if (err)
 319                         break;
 320                 pfn += pfns;
 321                 nr_pages -= pfns;
 322                 cond_resched();
 323         }
 324         vmemmap_populate_print_last();
 325         return err;
 326 }
 327
 328 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 329 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 330                                      unsigned long start_pfn,
 331                                      unsigned long end_pfn)
 332 {
 333         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 334                 if (unlikely(!pfn_valid(start_pfn)))
 335                         continue;
 336
 337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 338                         continue;
 339
 340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 341                         continue;
 342
 343                 return start_pfn;
 344         }
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 351                                     unsigned long start_pfn,
 352                                     unsigned long end_pfn)
 353 {
 354         unsigned long pfn;
 355
 356         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 357         pfn = end_pfn - 1;
 358         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 359                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 360                         continue;
 361
 362                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 363                         continue;
 364
 365                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 366                         continue;
 367
 368                 return pfn;
 369         }
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 375                              unsigned long end_pfn)
 376 {
 377         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 378         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 379         unsigned long zone_end_pfn = z;
 380         unsigned long pfn;
 381         int nid = zone_to_nid(zone);
 382
 383         zone_span_writelock(zone);
 384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 385                 /*
 386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 389                  * for shrinking zone.
 390                  */
 391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 392                                                 zone_end_pfn);
 393                 if (pfn) {
 394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 396                 }
 397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 402                  * shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 405                                                start_pfn);
 406                 if (pfn)
 407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 408         }
 409
 410         /*
 411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 414          * it check the zone has only hole or not.
 415          */
 416         pfn = zone_start_pfn;
 417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 418                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 419                         continue;
 420
 421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 422                         continue;
 423
 424                 /* Skip range to be removed */
 425                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 426                         continue;
 427
 428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 429                 zone_span_writeunlock(zone);
 430                 return;
 431         }
 432
 433         /* The zone has no valid section */
 434         zone->zone_start_pfn = 0;
 435         zone->spanned_pages = 0;
 436         zone_span_writeunlock(zone);
 437 }
 438
 439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 441 {
 442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 445         unsigned long pfn;
 446         int nid = pgdat->node_id;
 447
 448         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 449                 /*
 450                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 451                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 452                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 453                  * for shrinking zone.
 454                  */
 455                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 456                                                 pgdat_end_pfn);
 457                 if (pfn) {
 458                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 459                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 460                 }
 461         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 462                 /*
 463                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 464                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 465                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 466                  * shrinking zone.
 467                  */
 468                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 469                                                start_pfn);
 470                 if (pfn)
 471                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 472         }
 473
 474         /*
 475          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 476          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 477          * change the pgdat.
 478          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 479          * has only hole or not.
 480          */
 481         pfn = pgdat_start_pfn;
 482         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 483                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 484                         continue;
 485
 486                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 487                         continue;
 488
 489                 /* Skip range to be removed */
 490                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 491                         continue;
 492
 493                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 494                 return;
 495         }
 496
 497         /* The pgdat has no valid section */
 498         pgdat->node_start_pfn = 0;
 499         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 500 }
 501
 502 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 503                 unsigned long nr_pages)
 504 {
 505         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 506         unsigned long flags;
 507
 508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 510         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 512 }
 513
 514 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 515                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
 516                 struct vmem_altmap *altmap)
 517 {
 518         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
 519
 520         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 521                 return;
 522
 523         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
 524         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 525 }
 526
 527 /**
 528  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 529  * @zone: zone from which pages need to be removed
 530  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 531  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 532  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 533  *
 534  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 535  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 536  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 537  * calling offline_pages().
 538  */
 539 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 540                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 541 {
 542         unsigned long map_offset = 0;
 543         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 544
 545         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 546
 547         clear_zone_contiguous(zone);
 548
 549         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 550                 return;
 551
 552         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 553         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 554         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 555                 unsigned long pfns;
 556
 557                 cond_resched();
 558                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 559                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 560                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
 561                 pfn += pfns;
 562                 nr_pages -= pfns;
 563                 map_offset = 0;
 564         }
 565
 566         set_zone_contiguous(zone);
 567 }
 568
 569 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 570 {
 571         int rc = -EINVAL;
 572
 573         get_online_mems();
 574         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 575
 576         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 577                 online_page_callback = callback;
 578                 rc = 0;
 579         }
 580
 581         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 582         put_online_mems();
 583
 584         return rc;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 587
 588 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 589 {
 590         int rc = -EINVAL;
 591
 592         get_online_mems();
 593         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 594
 595         if (online_page_callback == callback) {
 596                 online_page_callback = generic_online_page;
 597                 rc = 0;
 598         }
 599
 600         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 601         put_online_mems();
 602
 603         return rc;
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 606
 607 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 608 {
 609 }
 610 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 611
 612 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 613 {
 614         adjust_managed_page_count(page, 1);
 615 }
 616 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 617
 618 void __online_page_free(struct page *page)
 619 {
 620         __free_reserved_page(page);
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 623
 624 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 625 {
 626         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 627         __free_pages_core(page, order);
 628         totalram_pages_add(1UL << order);
 629 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 630         if (PageHighMem(page))
 631                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 632 #endif
 633 }
 634
 635 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 636 {
 637         unsigned long end = start + nr_pages;
 638         int order, onlined_pages = 0;
 639
 640         while (start < end) {
 641                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 642                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 643                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 644
 645                 onlined_pages += (1UL << order);
 646                 start += (1UL << order);
 647         }
 648         return onlined_pages;
 649 }
 650
 651 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 652                         void *arg)
 653 {
 654         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 655
 656         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 657                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 658
 659         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 660
 661         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 666 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 667         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 668 {
 669         int nid = zone_to_nid(zone);
 670
 671         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 672         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 673         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 674
 675         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 676                 arg->status_change_nid = nid;
 677         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 678                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 679 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 680         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 681                 arg->status_change_nid_high = nid;
 682 #endif
 683 }
 684
 685 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 686 {
 687         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 688                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 689
 690         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 691                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 692
 693         if (arg->status_change_nid >= 0)
 694                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 695 }
 696
 697 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 698                 unsigned long nr_pages)
 699 {
 700         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 701
 702         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 703                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 704
 705         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 706 }
 707
 708 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 709                                      unsigned long nr_pages)
 710 {
 711         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 712
 713         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 714                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 715
 716         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 717
 718 }
 719 /*
 720  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
 721  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
 722  * call, all affected pages are PG_reserved.
 723  */
 724 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 725                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 726 {
 727         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 728         int nid = pgdat->node_id;
 729         unsigned long flags;
 730
 731         clear_zone_contiguous(zone);
 732
 733         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 734         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 735         zone_span_writelock(zone);
 736         if (zone_is_empty(zone))
 737                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 738         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 739         zone_span_writeunlock(zone);
 740         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 741         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 742
 743         /*
 744          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 745          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 746          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 747          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 748          */
 749         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 750                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 751
 752         set_zone_contiguous(zone);
 753 }
 754
 755 /*
 756  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 757  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 758  * to the ZONE_NORMAL.
 759  */
 760 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 761                 unsigned long nr_pages)
 762 {
 763         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 764         int zid;
 765
 766         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 767                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 768
 769                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 770                         return zone;
 771         }
 772
 773         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 774 }
 775
 776 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 777                 unsigned long nr_pages)
 778 {
 779         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 780                         nr_pages);
 781         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 782         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 783         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 784
 785         /*
 786          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 787          * overlap in the given range
 788          */
 789         if (in_kernel ^ in_movable)
 790                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 791
 792         /*
 793          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 794          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 795          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 796          */
 797         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 798 }
 799
 800 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 801                 unsigned long nr_pages)
 802 {
 803         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 804                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 805
 806         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 807                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 808
 809         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 810 }
 811
 812 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 813 {
 814         unsigned long flags;
 815         unsigned long onlined_pages = 0;
 816         struct zone *zone;
 817         int need_zonelists_rebuild = 0;
 818         int nid;
 819         int ret;
 820         struct memory_notify arg;
 821         struct memory_block *mem;
 822
 823         mem_hotplug_begin();
 824
 825         /*
 826          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 827          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 828          */
 829         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 830         nid = mem->nid;
 831         put_device(&mem->dev);
 832
 833         /* associate pfn range with the zone */
 834         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 835         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
 836
 837         arg.start_pfn = pfn;
 838         arg.nr_pages = nr_pages;
 839         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 840
 841         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 842         ret = notifier_to_errno(ret);
 843         if (ret)
 844                 goto failed_addition;
 845
 846         /*
 847          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 848          * This means the page allocator ignores this zone.
 849          * So, zonelist must be updated after online.
 850          */
 851         if (!populated_zone(zone)) {
 852                 need_zonelists_rebuild = 1;
 853                 setup_zone_pageset(zone);
 854         }
 855
 856         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 857                 online_pages_range);
 858         if (ret) {
 859                 if (need_zonelists_rebuild)
 860                         zone_pcp_reset(zone);
 861                 goto failed_addition;
 862         }
 863
 864         zone->present_pages += onlined_pages;
 865
 866         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 867         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 868         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 869
 870         shuffle_zone(zone);
 871
 872         if (onlined_pages) {
 873                 node_states_set_node(nid, &arg);
 874                 if (need_zonelists_rebuild)
 875                         build_all_zonelists(NULL);
 876                 else
 877                         zone_pcp_update(zone);
 878         }
 879
 880         init_per_zone_wmark_min();
 881
 882         if (onlined_pages) {
 883                 kswapd_run(nid);
 884                 kcompactd_run(nid);
 885         }
 886
 887         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 888
 889         writeback_set_ratelimit();
 890
 891         if (onlined_pages)
 892                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 893         mem_hotplug_done();
 894         return 0;
 895
 896 failed_addition:
 897         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 898                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 899                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 900         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 901         mem_hotplug_done();
 902         return ret;
 903 }
 904 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 905
 906 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 907 {
 908         struct zone *z;
 909
 910         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 911                 z->present_pages = 0;
 912
 913         pgdat->node_present_pages = 0;
 914 }
 915
 916 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 917 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 918 {
 919         struct pglist_data *pgdat;
 920         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 921
 922         pgdat = NODE_DATA(nid);
 923         if (!pgdat) {
 924                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 925                 if (!pgdat)
 926                         return NULL;
 927
 928                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 929         } else {
 930                 /*
 931                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 932                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 933                  * when it starts in the near future.
 934                  */
 935                 pgdat->nr_zones = 0;
 936                 pgdat->kswapd_order = 0;
 937                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 938         }
 939
 940         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 941
 942         pgdat->node_id = nid;
 943         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 944
 945         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 946         free_area_init_core_hotplug(nid);
 947         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 948
 949         /*
 950          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 951          * to access not-initialized zonelist, build here.
 952          */
 953         build_all_zonelists(pgdat);
 954
 955         /*
 956          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 957          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 958          * online_pages() and offline_pages().
 959          */
 960         reset_node_managed_pages(pgdat);
 961         reset_node_present_pages(pgdat);
 962
 963         return pgdat;
 964 }
 965
 966 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 967 {
 968         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 969
 970         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 971         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 972         arch_free_nodedata(pgdat);
 973 }
 974
 975
 976 /**
 977  * try_online_node - online a node if offlined
 978  * @nid: the node ID
 979  * @start: start addr of the node
 980  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 981  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 982  *
 983  * Returns:
 984  * 1 -> a new node has been allocated
 985  * 0 -> the node is already online
 986  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 987  */
 988 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 989 {
 990         pg_data_t *pgdat;
 991         int ret = 1;
 992
 993         if (node_online(nid))
 994                 return 0;
 995
 996         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 997         if (!pgdat) {
 998                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 999                 ret = -ENOMEM;
1000                 goto out;
1001         }
1002
1003         if (set_node_online) {
1004                 node_set_online(nid);
1005                 ret = register_one_node(nid);
1006                 BUG_ON(ret);
1007         }
1008 out:
1009         return ret;
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Users of this function always want to online/register the node
1014  */
1015 int try_online_node(int nid)
1016 {
1017         int ret;
1018
1019         mem_hotplug_begin();
1020         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1021         mem_hotplug_done();
1022         return ret;
1023 }
1024
1025 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1026 {
1027         /* memory range must be block size aligned */
1028         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1029             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1030                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1031                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1032                 return -EINVAL;
1033         }
1034
1035         return 0;
1036 }
1037
1038 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1039 {
1040         return device_online(&mem->dev);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1045  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1046  *
1047  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1048  */
1049 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1050 {
1051         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1052         u64 start, size;
1053         bool new_node = false;
1054         int ret;
1055
1056         start = res->start;
1057         size = resource_size(res);
1058
1059         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1060         if (ret)
1061                 return ret;
1062
1063         mem_hotplug_begin();
1064
1065         /*
1066          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1067          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1068          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1069          * be removed at hot-remove time.
1070          */
1071         memblock_add_node(start, size, nid);
1072
1073         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1074         if (ret < 0)
1075                 goto error;
1076         new_node = ret;
1077
1078         /* call arch's memory hotadd */
1079         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1080         if (ret < 0)
1081                 goto error;
1082
1083         /* create memory block devices after memory was added */
1084         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1085         if (ret) {
1086                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1087                 goto error;
1088         }
1089
1090         if (new_node) {
1091                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1092                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1093                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1094                  * We online node here. We can't roll back from here.
1095                  */
1096                 node_set_online(nid);
1097                 ret = __register_one_node(nid);
1098                 BUG_ON(ret);
1099         }
1100
1101         /* link memory sections under this node.*/
1102         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1103         BUG_ON(ret);
1104
1105         /* create new memmap entry */
1106         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1107
1108         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1109         mem_hotplug_done();
1110
1111         /* online pages if requested */
1112         if (memhp_auto_online)
1113                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1114
1115         return ret;
1116 error:
1117         /* rollback pgdat allocation and others */
1118         if (new_node)
1119                 rollback_node_hotadd(nid);
1120         memblock_remove(start, size);
1121         mem_hotplug_done();
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1126 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1127 {
1128         struct resource *res;
1129         int ret;
1130
1131         res = register_memory_resource(start, size);
1132         if (IS_ERR(res))
1133                 return PTR_ERR(res);
1134
1135         ret = add_memory_resource(nid, res);
1136         if (ret < 0)
1137                 release_memory_resource(res);
1138         return ret;
1139 }
1140
1141 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1142 {
1143         int rc;
1144
1145         lock_device_hotplug();
1146         rc = __add_memory(nid, start, size);
1147         unlock_device_hotplug();
1148
1149         return rc;
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1152
1153 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1154 /*
1155  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1156  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1157  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1158  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1159  * be located at the start of the pageblock
1160  */
1161 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1162 {
1163         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1164 }
1165
1166 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1167 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1168 {
1169         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1170
1171         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1172         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1173
1174         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1175         if (pageblock_free(page)) {
1176                 int order;
1177                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1178                 order = page_order(page);
1179                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1180                         return pfn + (1 << order);
1181         }
1182
1183         return pfn + pageblock_nr_pages;
1184 }
1185
1186 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1187 {
1188         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1189         struct zone *zone;
1190
1191         /*
1192          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1193          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1194          * the zone but still within the section.
1195          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1196          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1197          */
1198         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1199                 return false;
1200
1201         zone = page_zone(page);
1202         pfn = page_to_pfn(page);
1203         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1204                 return false;
1205
1206         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1207 }
1208
1209 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1210 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1211 {
1212         unsigned long end_pfn, pfn;
1213
1214         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1215                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1216
1217         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1218         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1219                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1220                         return false;
1221                 cond_resched();
1222         }
1223
1224         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1225         return true;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1230  * When true, return its valid [start, end).
1231  */
1232 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1233                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1234 {
1235         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1236         unsigned long start, end;
1237         struct zone *zone = NULL;
1238         struct page *page;
1239         int i;
1240         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1241              pfn < end_pfn;
1242              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1243                 /* Make sure the memory section is present first */
1244                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1245                         continue;
1246                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1247                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1248                         i = 0;
1249                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1250                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1251                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1252                                 i++;
1253                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1254                                 continue;
1255                         /* Check if we got outside of the zone */
1256                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1257                                 return 0;
1258                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1259                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1260                                 return 0;
1261                         if (!zone)
1262                                 start = pfn + i;
1263                         zone = page_zone(page);
1264                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1265                 }
1266         }
1267
1268         if (zone) {
1269                 *valid_start = start;
1270                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1271                 return 1;
1272         } else {
1273                 return 0;
1274         }
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1279  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1280  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1281  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1282  */
1283 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1284 {
1285         unsigned long pfn;
1286
1287         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1288                 struct page *page, *head;
1289                 unsigned long skip;
1290
1291                 if (!pfn_valid(pfn))
1292                         continue;
1293                 page = pfn_to_page(pfn);
1294                 if (PageLRU(page))
1295                         return pfn;
1296                 if (__PageMovable(page))
1297                         return pfn;
1298
1299                 if (!PageHuge(page))
1300                         continue;
1301                 head = compound_head(page);
1302                 if (page_huge_active(head))
1303                         return pfn;
1304                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1305                 pfn += skip - 1;
1306         }
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1311 {
1312         int nid = page_to_nid(page);
1313         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1314
1315         /*
1316          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1317          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1318          * of the only existing node)
1319          */
1320         node_clear(nid, nmask);
1321         if (nodes_empty(nmask))
1322                 node_set(nid, nmask);
1323
1324         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1325 }
1326
1327 static int
1328 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1329 {
1330         unsigned long pfn;
1331         struct page *page;
1332         int ret = 0;
1333         LIST_HEAD(source);
1334
1335         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1336                 if (!pfn_valid(pfn))
1337                         continue;
1338                 page = pfn_to_page(pfn);
1339
1340                 if (PageHuge(page)) {
1341                         struct page *head = compound_head(page);
1342                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1343                         isolate_huge_page(head, &source);
1344                         continue;
1345                 } else if (PageTransHuge(page))
1346                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1347                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1348
1349                 /*
1350                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1351                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1352                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1353                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1354                  * the unmap as the catch all safety net).
1355                  */
1356                 if (PageHWPoison(page)) {
1357                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1358                                 isolate_lru_page(page);
1359                         if (page_mapped(page))
1360                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1361                         continue;
1362                 }
1363
1364                 if (!get_page_unless_zero(page))
1365                         continue;
1366                 /*
1367                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1368                  * LRU and non-lru movable pages.
1369                  */
1370                 if (PageLRU(page))
1371                         ret = isolate_lru_page(page);
1372                 else
1373                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1374                 if (!ret) { /* Success */
1375                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1376                         if (!__PageMovable(page))
1377                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1378                                                     page_is_file_cache(page));
1379
1380                 } else {
1381                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1382                         dump_page(page, "isolation failed");
1383                 }
1384                 put_page(page);
1385         }
1386         if (!list_empty(&source)) {
1387                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1388                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1389                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1390                 if (ret) {
1391                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1392                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1393                                        page_to_pfn(page), ret);
1394                                 dump_page(page, "migration failure");
1395                         }
1396                         putback_movable_pages(&source);
1397                 }
1398         }
1399
1400         return ret;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1405  */
1406 static int
1407 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1408                         void *data)
1409 {
1410         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1411
1412         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1413         return 0;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1418  */
1419 static int
1420 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1421                         void *data)
1422 {
1423         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1424 }
1425
1426 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1427 {
1428 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1429         movable_node_enabled = true;
1430 #else
1431         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1432 #endif
1433         return 0;
1434 }
1435 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1436
1437 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1438 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1439                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1440 {
1441         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1442         unsigned long present_pages = 0;
1443         enum zone_type zt;
1444
1445         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1446         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1447         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1448
1449         /*
1450          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1451          * If the memory to be offline is within the range
1452          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1453          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1454          * thus we can determine that we need to clear the node from
1455          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1456          */
1457         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1458                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1459         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1460                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1461
1462 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1463         /*
1464          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1465          * have normal memory or high memory.
1466          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1467          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1468          * we determine that the zones in that range become empty,
1469          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1470          */
1471         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1472         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1473                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1474 #endif
1475
1476         /*
1477          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1478          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1479          * as well.
1480          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1481          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1482          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1483          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1484          * it for N_MEMORY as well.
1485          */
1486         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1487
1488         if (nr_pages >= present_pages)
1489                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1490 }
1491
1492 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1493 {
1494         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1495                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1496
1497         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1498                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1499
1500         if (arg->status_change_nid >= 0)
1501                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1502 }
1503
1504 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1505                   unsigned long end_pfn)
1506 {
1507         unsigned long pfn, nr_pages;
1508         unsigned long offlined_pages = 0;
1509         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1510         unsigned long flags;
1511         unsigned long valid_start, valid_end;
1512         struct zone *zone;
1513         struct memory_notify arg;
1514         char *reason;
1515
1516         mem_hotplug_begin();
1517
1518         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1519            we assume this for now. .*/
1520         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1521                                   &valid_end)) {
1522                 ret = -EINVAL;
1523                 reason = "multizone range";
1524                 goto failed_removal;
1525         }
1526
1527         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1528         node = zone_to_nid(zone);
1529         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1530
1531         /* set above range as isolated */
1532         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1533                                        MIGRATE_MOVABLE,
1534                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1535         if (ret < 0) {
1536                 reason = "failure to isolate range";
1537                 goto failed_removal;
1538         }
1539         nr_isolate_pageblock = ret;
1540
1541         arg.start_pfn = start_pfn;
1542         arg.nr_pages = nr_pages;
1543         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1544
1545         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1546         ret = notifier_to_errno(ret);
1547         if (ret) {
1548                 reason = "notifier failure";
1549                 goto failed_removal_isolated;
1550         }
1551
1552         do {
1553                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1554                         if (signal_pending(current)) {
1555                                 ret = -EINTR;
1556                                 reason = "signal backoff";
1557                                 goto failed_removal_isolated;
1558                         }
1559
1560                         cond_resched();
1561                         lru_add_drain_all();
1562
1563                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1564                         if (pfn) {
1565                                 /*
1566                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1567                                  * out
1568                                  */
1569                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1570                         }
1571                 }
1572
1573                 /*
1574                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1575                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1576                  * counting consistent.
1577                  */
1578                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1579                 if (ret) {
1580                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1581                         goto failed_removal_isolated;
1582                 }
1583                 /* check again */
1584                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1585                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1586         } while (ret);
1587
1588         /* Ok, all of our target is isolated.
1589            We cannot do rollback at this point. */
1590         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1591                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1592         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1593         /*
1594          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1595          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1596          * pageblocks zone counter here.
1597          */
1598         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1599         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1600         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1601
1602         /* removal success */
1603         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1604         zone->present_pages -= offlined_pages;
1605
1606         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1607         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1608         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1609
1610         init_per_zone_wmark_min();
1611
1612         if (!populated_zone(zone)) {
1613                 zone_pcp_reset(zone);
1614                 build_all_zonelists(NULL);
1615         } else
1616                 zone_pcp_update(zone);
1617
1618         node_states_clear_node(node, &arg);
1619         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1620                 kswapd_stop(node);
1621                 kcompactd_stop(node);
1622         }
1623
1624         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1625         writeback_set_ratelimit();
1626
1627         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1628         mem_hotplug_done();
1629         return 0;
1630
1631 failed_removal_isolated:
1632         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1633         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1634 failed_removal:
1635         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1636                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1637                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1638                  reason);
1639         /* pushback to free area */
1640         mem_hotplug_done();
1641         return ret;
1642 }
1643
1644 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1645 {
1646         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1647 }
1648
1649 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1650 {
1651         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1652
1653         if (unlikely(ret)) {
1654                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1655
1656                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1657                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1658                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1659                         &beginpa, &endpa);
1660
1661                 return -EBUSY;
1662         }
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1667 {
1668         int cpu;
1669
1670         for_each_present_cpu(cpu) {
1671                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1672                         /*
1673                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1674                          * offline this node.
1675                          */
1676                         return -EBUSY;
1677         }
1678
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 /**
1683  * try_offline_node
1684  * @nid: the node ID
1685  *
1686  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1687  *
1688  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1689  * and online/offline operations before this call.
1690  */
1691 void try_offline_node(int nid)
1692 {
1693         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1694         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1695         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1696         unsigned long pfn;
1697
1698         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1699                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1700
1701                 if (!present_section_nr(section_nr))
1702                         continue;
1703
1704                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1705                         continue;
1706
1707                 /*
1708                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1709                  * can't offline node now.
1710                  */
1711                 return;
1712         }
1713
1714         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1715                 return;
1716
1717         /*
1718          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1719          * node now.
1720          */
1721         node_set_offline(nid);
1722         unregister_one_node(nid);
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1725
1726 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1727                                       resource_size_t size)
1728 {
1729         int ret;
1730
1731         /*
1732          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1733          * this function never fails. It might only fail if resources
1734          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1735          * removing of memory cannot fail.
1736          */
1737         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1738         if (ret) {
1739                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1740
1741                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1742                         &start, &endres, ret);
1743         }
1744 }
1745
1746 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1747 {
1748         int rc = 0;
1749
1750         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1751
1752         mem_hotplug_begin();
1753
1754         /*
1755          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1756          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1757          * if this is not the case.
1758          */
1759         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1760         if (rc)
1761                 goto done;
1762
1763         /* remove memmap entry */
1764         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1765         memblock_free(start, size);
1766         memblock_remove(start, size);
1767
1768         /* remove memory block devices before removing memory */
1769         remove_memory_block_devices(start, size);
1770
1771         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1772         __release_memory_resource(start, size);
1773
1774         try_offline_node(nid);
1775
1776 done:
1777         mem_hotplug_done();
1778         return rc;
1779 }
1780
1781 /**
1782  * remove_memory
1783  * @nid: the node ID
1784  * @start: physical address of the region to remove
1785  * @size: size of the region to remove
1786  *
1787  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1788  * and online/offline operations before this call, as required by
1789  * try_offline_node().
1790  */
1791 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1792 {
1793
1794         /*
1795          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1796          * function
1797          */
1798         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1799                 BUG();
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1804  * some memory is not offline
1805  */
1806 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1807 {
1808         int rc;
1809
1810         lock_device_hotplug();
1811         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1812         unlock_device_hotplug();
1813
1814         return rc;
1815 }
1816 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1817 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */