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