mm/balloon_compaction.c: enqueue zero page to balloon device
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/bootmem.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
48  */
49
50 static void generic_online_page(struct page *page);
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 /* The same as the cpu_hotplug lock, but for memory hotplug. */
56 static struct {
57         struct task_struct *active_writer;
58         struct mutex lock; /* Synchronizes accesses to refcount, */
59         /*
60          * Also blocks the new readers during
61          * an ongoing mem hotplug operation.
62          */
63         int refcount;
64
65 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
66         struct lockdep_map dep_map;
67 #endif
68 } mem_hotplug = {
69         .active_writer = NULL,
70         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(mem_hotplug.lock),
71         .refcount = 0,
72 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
73         .dep_map = {.name = "mem_hotplug.lock" },
74 #endif
75 };
76
77 /* Lockdep annotations for get/put_online_mems() and mem_hotplug_begin/end() */
78 #define memhp_lock_acquire_read() lock_map_acquire_read(&mem_hotplug.dep_map)
79 #define memhp_lock_acquire()      lock_map_acquire(&mem_hotplug.dep_map)
80 #define memhp_lock_release()      lock_map_release(&mem_hotplug.dep_map)
81
82 bool movable_node_enabled = false;
83
84 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
85 bool memhp_auto_online;
86 #else
87 bool memhp_auto_online = true;
88 #endif
89 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
90
91 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
92 {
93         if (!strcmp(str, "online"))
94                 memhp_auto_online = true;
95         else if (!strcmp(str, "offline"))
96                 memhp_auto_online = false;
97
98         return 1;
99 }
100 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
101
102 void get_online_mems(void)
103 {
104         might_sleep();
105         if (mem_hotplug.active_writer == current)
106                 return;
107         memhp_lock_acquire_read();
108         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
109         mem_hotplug.refcount++;
110         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
111
112 }
113
114 void put_online_mems(void)
115 {
116         if (mem_hotplug.active_writer == current)
117                 return;
118         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
119
120         if (WARN_ON(!mem_hotplug.refcount))
121                 mem_hotplug.refcount++; /* try to fix things up */
122
123         if (!--mem_hotplug.refcount && unlikely(mem_hotplug.active_writer))
124                 wake_up_process(mem_hotplug.active_writer);
125         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
126         memhp_lock_release();
127
128 }
129
130 /* Serializes write accesses to mem_hotplug.active_writer. */
131 static DEFINE_MUTEX(memory_add_remove_lock);
132
133 void mem_hotplug_begin(void)
134 {
135         mutex_lock(&memory_add_remove_lock);
136
137         mem_hotplug.active_writer = current;
138
139         memhp_lock_acquire();
140         for (;;) {
141                 mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
142                 if (likely(!mem_hotplug.refcount))
143                         break;
144                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
145                 mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
146                 schedule();
147         }
148 }
149
150 void mem_hotplug_done(void)
151 {
152         mem_hotplug.active_writer = NULL;
153         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
154         memhp_lock_release();
155         mutex_unlock(&memory_add_remove_lock);
156 }
157
158 /* add this memory to iomem resource */
159 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
160 {
161         struct resource *res;
162         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
163         if (!res)
164                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
165
166         res->name = "System RAM";
167         res->start = start;
168         res->end = start + size - 1;
169         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
170         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
171                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
172                 kfree(res);
173                 return ERR_PTR(-EEXIST);
174         }
175         return res;
176 }
177
178 static void release_memory_resource(struct resource *res)
179 {
180         if (!res)
181                 return;
182         release_resource(res);
183         kfree(res);
184         return;
185 }
186
187 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
188 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
189                       unsigned long type)
190 {
191         page->freelist = (void *)type;
192         SetPagePrivate(page);
193         set_page_private(page, info);
194         page_ref_inc(page);
195 }
196
197 void put_page_bootmem(struct page *page)
198 {
199         unsigned long type;
200
201         type = (unsigned long) page->freelist;
202         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
203                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
204
205         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
206                 page->freelist = NULL;
207                 ClearPagePrivate(page);
208                 set_page_private(page, 0);
209                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
210                 free_reserved_page(page);
211         }
212 }
213
214 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
215 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
216 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
217 {
218         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
219         struct mem_section *ms;
220         struct page *page, *memmap;
221
222         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
223         ms = __nr_to_section(section_nr);
224
225         /* Get section's memmap address */
226         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
227
228         /*
229          * Get page for the memmap's phys address
230          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
231          */
232         page = virt_to_page(memmap);
233         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
234         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
235
236         /* remember memmap's page */
237         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
238                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
239
240         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
241         page = virt_to_page(usemap);
242
243         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
244
245         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
246                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
247
248 }
249 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
250 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
251 {
252         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
253         struct mem_section *ms;
254         struct page *page, *memmap;
255
256         if (!pfn_valid(start_pfn))
257                 return;
258
259         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
260         ms = __nr_to_section(section_nr);
261
262         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
263
264         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
265
266         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
267         page = virt_to_page(usemap);
268
269         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
270
271         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
272                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
273 }
274 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
275
276 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
277 {
278         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
279         int node = pgdat->node_id;
280         struct page *page;
281
282         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
283         page = virt_to_page(pgdat);
284
285         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
286                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
287
288         pfn = pgdat->node_start_pfn;
289         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
290
291         /* register section info */
292         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
293                 /*
294                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
295                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
296                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
297                  * reside in some other nodes.
298                  */
299                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
300                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
301         }
302 }
303 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
304
305 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
306                 bool want_memblock)
307 {
308         int ret;
309         int i;
310
311         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
312                 return -EEXIST;
313
314         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
315         if (ret < 0)
316                 return ret;
317
318         /*
319          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
320          * initialized state.
321          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
322          * relies on having page with the proper node.
323          */
324         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
325                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
326                 struct page *page;
327                 if (!pfn_valid(pfn))
328                         continue;
329
330                 page = pfn_to_page(pfn);
331                 set_page_node(page, nid);
332                 SetPageReserved(page);
333         }
334
335         if (!want_memblock)
336                 return 0;
337
338         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
339 }
340
341 /*
342  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
343  * expected that archs that support memory hotplug will
344  * call this function after deciding the zone to which to
345  * add the new pages.
346  */
347 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
348                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
349 {
350         unsigned long i;
351         int err = 0;
352         int start_sec, end_sec;
353         struct vmem_altmap *altmap;
354
355         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
356         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
357         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
358
359         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
360         if (altmap) {
361                 /*
362                  * Validate altmap is within bounds of the total request
363                  */
364                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
365                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
366                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
367                         err = -EINVAL;
368                         goto out;
369                 }
370                 altmap->alloc = 0;
371         }
372
373         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
374                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
375
376                 /*
377                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
378                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
379                  * Warning will be printed if there is collision.
380                  */
381                 if (err && (err != -EEXIST))
382                         break;
383                 err = 0;
384         }
385         vmemmap_populate_print_last();
386 out:
387         return err;
388 }
389 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
390
391 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
392 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
393 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
394                                      unsigned long start_pfn,
395                                      unsigned long end_pfn)
396 {
397         struct mem_section *ms;
398
399         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
400                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
401
402                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
403                         continue;
404
405                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
406                         continue;
407
408                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
409                         continue;
410
411                 return start_pfn;
412         }
413
414         return 0;
415 }
416
417 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
418 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
419                                     unsigned long start_pfn,
420                                     unsigned long end_pfn)
421 {
422         struct mem_section *ms;
423         unsigned long pfn;
424
425         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
426         pfn = end_pfn - 1;
427         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
428                 ms = __pfn_to_section(pfn);
429
430                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
431                         continue;
432
433                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
434                         continue;
435
436                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
437                         continue;
438
439                 return pfn;
440         }
441
442         return 0;
443 }
444
445 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
446                              unsigned long end_pfn)
447 {
448         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
449         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
450         unsigned long zone_end_pfn = z;
451         unsigned long pfn;
452         struct mem_section *ms;
453         int nid = zone_to_nid(zone);
454
455         zone_span_writelock(zone);
456         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
457                 /*
458                  * If the section is smallest section in the zone, it need
459                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
460                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
461                  * for shrinking zone.
462                  */
463                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
464                                                 zone_end_pfn);
465                 if (pfn) {
466                         zone->zone_start_pfn = pfn;
467                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
468                 }
469         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
470                 /*
471                  * If the section is biggest section in the zone, it need
472                  * shrink zone->spanned_pages.
473                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
474                  * shrinking zone.
475                  */
476                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
477                                                start_pfn);
478                 if (pfn)
479                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
480         }
481
482         /*
483          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
484          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
485          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
486          * it check the zone has only hole or not.
487          */
488         pfn = zone_start_pfn;
489         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
490                 ms = __pfn_to_section(pfn);
491
492                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
493                         continue;
494
495                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
496                         continue;
497
498                  /* If the section is current section, it continues the loop */
499                 if (start_pfn == pfn)
500                         continue;
501
502                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
503                 zone_span_writeunlock(zone);
504                 return;
505         }
506
507         /* The zone has no valid section */
508         zone->zone_start_pfn = 0;
509         zone->spanned_pages = 0;
510         zone_span_writeunlock(zone);
511 }
512
513 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
514                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
515 {
516         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
517         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
518         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
519         unsigned long pfn;
520         struct mem_section *ms;
521         int nid = pgdat->node_id;
522
523         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
524                 /*
525                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
526                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
527                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
528                  * for shrinking zone.
529                  */
530                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
531                                                 pgdat_end_pfn);
532                 if (pfn) {
533                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
534                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
535                 }
536         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
537                 /*
538                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
539                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
540                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
541                  * shrinking zone.
542                  */
543                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
544                                                start_pfn);
545                 if (pfn)
546                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
547         }
548
549         /*
550          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
551          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
552          * change the pgdat.
553          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
554          * has only hole or not.
555          */
556         pfn = pgdat_start_pfn;
557         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
558                 ms = __pfn_to_section(pfn);
559
560                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
561                         continue;
562
563                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
564                         continue;
565
566                  /* If the section is current section, it continues the loop */
567                 if (start_pfn == pfn)
568                         continue;
569
570                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
571                 return;
572         }
573
574         /* The pgdat has no valid section */
575         pgdat->node_start_pfn = 0;
576         pgdat->node_spanned_pages = 0;
577 }
578
579 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
580 {
581         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
582         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
583         unsigned long flags;
584
585         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
586         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
587         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
588         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
589 }
590
591 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
592                 unsigned long map_offset)
593 {
594         unsigned long start_pfn;
595         int scn_nr;
596         int ret = -EINVAL;
597
598         if (!valid_section(ms))
599                 return ret;
600
601         ret = unregister_memory_section(ms);
602         if (ret)
603                 return ret;
604
605         scn_nr = __section_nr(ms);
606         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
607         __remove_zone(zone, start_pfn);
608
609         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
610         return 0;
611 }
612
613 /**
614  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
615  * @zone: zone from which pages need to be removed
616  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
617  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
618  *
619  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
620  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
621  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
622  * calling offline_pages().
623  */
624 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
625                  unsigned long nr_pages)
626 {
627         unsigned long i;
628         unsigned long map_offset = 0;
629         int sections_to_remove, ret = 0;
630
631         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
632         if (is_dev_zone(zone)) {
633                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
634                 struct vmem_altmap *altmap;
635
636                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
637                 if (altmap)
638                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
639         } else {
640                 resource_size_t start, size;
641
642                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
643                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
644
645                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
646                                         size);
647                 if (ret) {
648                         resource_size_t endres = start + size - 1;
649
650                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
651                                         &start, &endres, ret);
652                 }
653         }
654
655         clear_zone_contiguous(zone);
656
657         /*
658          * We can only remove entire sections
659          */
660         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
661         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
662
663         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
664         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
665                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
666
667                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
668                 map_offset = 0;
669                 if (ret)
670                         break;
671         }
672
673         set_zone_contiguous(zone);
674
675         return ret;
676 }
677 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
678
679 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
680 {
681         int rc = -EINVAL;
682
683         get_online_mems();
684         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
685
686         if (online_page_callback == generic_online_page) {
687                 online_page_callback = callback;
688                 rc = 0;
689         }
690
691         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
692         put_online_mems();
693
694         return rc;
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
697
698 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
699 {
700         int rc = -EINVAL;
701
702         get_online_mems();
703         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
704
705         if (online_page_callback == callback) {
706                 online_page_callback = generic_online_page;
707                 rc = 0;
708         }
709
710         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
711         put_online_mems();
712
713         return rc;
714 }
715 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
716
717 void __online_page_set_limits(struct page *page)
718 {
719 }
720 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
721
722 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
723 {
724         adjust_managed_page_count(page, 1);
725 }
726 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
727
728 void __online_page_free(struct page *page)
729 {
730         __free_reserved_page(page);
731 }
732 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
733
734 static void generic_online_page(struct page *page)
735 {
736         __online_page_set_limits(page);
737         __online_page_increment_counters(page);
738         __online_page_free(page);
739 }
740
741 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
742                         void *arg)
743 {
744         unsigned long i;
745         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
746         struct page *page;
747
748         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
749                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
750                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
751                         (*online_page_callback)(page);
752                         onlined_pages++;
753                 }
754
755         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
756
757         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
758         return 0;
759 }
760
761 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
762 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
763         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
764 {
765         int nid = zone_to_nid(zone);
766         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
767
768         /*
769          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
770          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
771          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
772          *
773          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
774          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
775          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
776          */
777         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
778                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
779
780         /*
781          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
782          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
783          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
784          * the memory is online.
785          */
786         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
787                 arg->status_change_nid_normal = nid;
788         else
789                 arg->status_change_nid_normal = -1;
790
791 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
792         /*
793          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
794          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
795          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
796          *
797          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
798          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
799          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
800          */
801         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
802         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
803                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
804
805         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
806                 arg->status_change_nid_high = nid;
807         else
808                 arg->status_change_nid_high = -1;
809 #else
810         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
811 #endif
812
813         /*
814          * if the node don't have memory befor online, we will need to
815          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
816          * is online.
817          */
818         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
819                 arg->status_change_nid = nid;
820         else
821                 arg->status_change_nid = -1;
822 }
823
824 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
825 {
826         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
827                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
828
829         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
830                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
831
832         node_set_state(node, N_MEMORY);
833 }
834
835 bool allow_online_pfn_range(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
836 {
837         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
838         struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
839         struct zone *default_zone = default_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
840
841         /*
842          * TODO there shouldn't be any inherent reason to have ZONE_NORMAL
843          * physically before ZONE_MOVABLE. All we need is they do not
844          * overlap. Historically we didn't allow ZONE_NORMAL after ZONE_MOVABLE
845          * though so let's stick with it for simplicity for now.
846          * TODO make sure we do not overlap with ZONE_DEVICE
847          */
848         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL) {
849                 if (zone_is_empty(movable_zone))
850                         return true;
851                 return movable_zone->zone_start_pfn >= pfn + nr_pages;
852         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
853                 return zone_end_pfn(default_zone) <= pfn;
854         }
855
856         /* MMOP_ONLINE_KEEP will always succeed and inherits the current zone */
857         return online_type == MMOP_ONLINE_KEEP;
858 }
859
860 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
861                 unsigned long nr_pages)
862 {
863         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
864
865         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
866                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
867
868         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
869 }
870
871 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
872                                      unsigned long nr_pages)
873 {
874         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
875
876         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
877                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
878
879         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
880 }
881
882 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
883                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
884 {
885         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
886         int nid = pgdat->node_id;
887         unsigned long flags;
888
889         if (zone_is_empty(zone))
890                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
891
892         clear_zone_contiguous(zone);
893
894         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
895         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
896         zone_span_writelock(zone);
897         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
898         zone_span_writeunlock(zone);
899         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
900         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
901
902         /*
903          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
904          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
905          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
906          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
907          */
908         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
909
910         set_zone_contiguous(zone);
911 }
912
913 /*
914  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
915  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
916  * to the ZONE_NORMAL.
917  */
918 struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
919                 unsigned long nr_pages)
920 {
921         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
922         int zid;
923
924         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
925                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
926
927                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
928                         return zone;
929         }
930
931         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
932 }
933
934 static inline bool movable_pfn_range(int nid, struct zone *default_zone,
935                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
936 {
937         if (!allow_online_pfn_range(nid, start_pfn, nr_pages,
938                                 MMOP_ONLINE_KERNEL))
939                 return true;
940
941         if (!movable_node_is_enabled())
942                 return false;
943
944         return !zone_intersects(default_zone, start_pfn, nr_pages);
945 }
946
947 /*
948  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
949  * for the given online type.
950  */
951 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
952                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
953 {
954         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
955         struct zone *zone = default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
956
957         if (online_type == MMOP_ONLINE_KEEP) {
958                 struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
959                 /*
960                  * MMOP_ONLINE_KEEP defaults to MMOP_ONLINE_KERNEL but use
961                  * movable zone if that is not possible (e.g. we are within
962                  * or past the existing movable zone). movable_node overrides
963                  * this default and defaults to movable zone
964                  */
965                 if (movable_pfn_range(nid, zone, start_pfn, nr_pages))
966                         zone = movable_zone;
967         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
968                 zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
969         }
970
971         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
972         return zone;
973 }
974
975 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
976 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
977 {
978         unsigned long flags;
979         unsigned long onlined_pages = 0;
980         struct zone *zone;
981         int need_zonelists_rebuild = 0;
982         int nid;
983         int ret;
984         struct memory_notify arg;
985
986         nid = pfn_to_nid(pfn);
987         if (!allow_online_pfn_range(nid, pfn, nr_pages, online_type))
988                 return -EINVAL;
989
990         /* associate pfn range with the zone */
991         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
992
993         arg.start_pfn = pfn;
994         arg.nr_pages = nr_pages;
995         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
996
997         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
998         ret = notifier_to_errno(ret);
999         if (ret)
1000                 goto failed_addition;
1001
1002         /*
1003          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1004          * This means the page allocator ignores this zone.
1005          * So, zonelist must be updated after online.
1006          */
1007         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1008         if (!populated_zone(zone)) {
1009                 need_zonelists_rebuild = 1;
1010                 build_all_zonelists(NULL, zone);
1011         }
1012
1013         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
1014                 online_pages_range);
1015         if (ret) {
1016                 if (need_zonelists_rebuild)
1017                         zone_pcp_reset(zone);
1018                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1019                 goto failed_addition;
1020         }
1021
1022         zone->present_pages += onlined_pages;
1023
1024         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1025         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
1026         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1027
1028         if (onlined_pages) {
1029                 node_states_set_node(nid, &arg);
1030                 if (need_zonelists_rebuild)
1031                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
1032                 else
1033                         zone_pcp_update(zone);
1034         }
1035
1036         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1037
1038         init_per_zone_wmark_min();
1039
1040         if (onlined_pages) {
1041                 kswapd_run(nid);
1042                 kcompactd_run(nid);
1043         }
1044
1045         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1046
1047         writeback_set_ratelimit();
1048
1049         if (onlined_pages)
1050                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1051         return 0;
1052
1053 failed_addition:
1054         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1055                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1056                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1057         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1058         return ret;
1059 }
1060 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1061
1062 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1063 {
1064         struct zone *z;
1065
1066         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1067                 z->present_pages = 0;
1068
1069         pgdat->node_present_pages = 0;
1070 }
1071
1072 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1073 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1074 {
1075         struct pglist_data *pgdat;
1076         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1077         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1078         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1079
1080         pgdat = NODE_DATA(nid);
1081         if (!pgdat) {
1082                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1083                 if (!pgdat)
1084                         return NULL;
1085
1086                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1087         } else {
1088                 /*
1089                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1090                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1091                  * when it starts in the near future.
1092                  */
1093                 pgdat->nr_zones = 0;
1094                 pgdat->kswapd_order = 0;
1095                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1096         }
1097
1098         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1099
1100         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1101         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1102         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1103
1104         /*
1105          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1106          * to access not-initialized zonelist, build here.
1107          */
1108         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1109         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1110         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1111
1112         /*
1113          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1114          * free_area_init_core(), which will cause
1115          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1116          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1117          */
1118         reset_node_managed_pages(pgdat);
1119
1120         /*
1121          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1122          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1123          * online_pages() and offline_pages().
1124          */
1125         reset_node_present_pages(pgdat);
1126
1127         return pgdat;
1128 }
1129
1130 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1131 {
1132         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1133         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1134         arch_free_nodedata(pgdat);
1135         return;
1136 }
1137
1138
1139 /**
1140  * try_online_node - online a node if offlined
1141  *
1142  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1143  */
1144 int try_online_node(int nid)
1145 {
1146         pg_data_t       *pgdat;
1147         int     ret;
1148
1149         if (node_online(nid))
1150                 return 0;
1151
1152         mem_hotplug_begin();
1153         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1154         if (!pgdat) {
1155                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1156                 ret = -ENOMEM;
1157                 goto out;
1158         }
1159         node_set_online(nid);
1160         ret = register_one_node(nid);
1161         BUG_ON(ret);
1162
1163         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
1164                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1165                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1166                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1167         }
1168
1169 out:
1170         mem_hotplug_done();
1171         return ret;
1172 }
1173
1174 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1175 {
1176         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1177         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1178
1179         /* Memory range must be aligned with section */
1180         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1181             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1182                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1183                                 (unsigned long long)start,
1184                                 (unsigned long long)size);
1185                 return -EINVAL;
1186         }
1187
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1192 {
1193         return device_online(&mem->dev);
1194 }
1195
1196 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1197 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1198 {
1199         u64 start, size;
1200         pg_data_t *pgdat = NULL;
1201         bool new_pgdat;
1202         bool new_node;
1203         int ret;
1204
1205         start = res->start;
1206         size = resource_size(res);
1207
1208         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1209         if (ret)
1210                 return ret;
1211
1212         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1213                 void *p = NODE_DATA(nid);
1214                 new_pgdat = !p;
1215         }
1216
1217         mem_hotplug_begin();
1218
1219         /*
1220          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1221          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1222          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1223          * be removed at hot-remove time.
1224          */
1225         memblock_add_node(start, size, nid);
1226
1227         new_node = !node_online(nid);
1228         if (new_node) {
1229                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1230                 ret = -ENOMEM;
1231                 if (!pgdat)
1232                         goto error;
1233         }
1234
1235         /* call arch's memory hotadd */
1236         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1237
1238         if (ret < 0)
1239                 goto error;
1240
1241         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1242         node_set_online(nid);
1243
1244         if (new_node) {
1245                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1246                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1247
1248                 ret = __register_one_node(nid);
1249                 if (ret)
1250                         goto register_fail;
1251
1252                 /*
1253                  * link memory sections under this node. This is already
1254                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1255                  * but that depends to have the node registered so offline
1256                  * nodes have to go through register_node.
1257                  * TODO clean up this mess.
1258                  */
1259                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1260 register_fail:
1261                 /*
1262                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1263                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1264                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1265                  */
1266                 BUG_ON(ret);
1267         }
1268
1269         /* create new memmap entry */
1270         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1271
1272         /* online pages if requested */
1273         if (online)
1274                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1275                                   NULL, online_memory_block);
1276
1277         goto out;
1278
1279 error:
1280         /* rollback pgdat allocation and others */
1281         if (new_pgdat && pgdat)
1282                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1283         memblock_remove(start, size);
1284
1285 out:
1286         mem_hotplug_done();
1287         return ret;
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1290
1291 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1292 {
1293         struct resource *res;
1294         int ret;
1295
1296         res = register_memory_resource(start, size);
1297         if (IS_ERR(res))
1298                 return PTR_ERR(res);
1299
1300         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1301         if (ret < 0)
1302                 release_memory_resource(res);
1303         return ret;
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1306
1307 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1308 /*
1309  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1310  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1311  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1312  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1313  * be located at the start of the pageblock
1314  */
1315 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1316 {
1317         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1318 }
1319
1320 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1321 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1322 {
1323         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1324         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1325
1326         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1327         if (pageblock_free(page)) {
1328                 int order;
1329                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1330                 order = page_order(page);
1331                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1332                         return page + (1 << order);
1333         }
1334
1335         return page + pageblock_nr_pages;
1336 }
1337
1338 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1339 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1340 {
1341         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1342         struct page *end_page = page + nr_pages;
1343
1344         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1345         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1346                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1347                         return false;
1348                 cond_resched();
1349         }
1350
1351         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1352         return true;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1357  * When true, return its valid [start, end).
1358  */
1359 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1360                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1361 {
1362         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1363         unsigned long start, end;
1364         struct zone *zone = NULL;
1365         struct page *page;
1366         int i;
1367         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1368              pfn < end_pfn;
1369              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1370                 /* Make sure the memory section is present first */
1371                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1372                         continue;
1373                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1374                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1375                         i = 0;
1376                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1377                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1378                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1379                                 i++;
1380                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1381                                 continue;
1382                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1383                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1384                                 return 0;
1385                         if (!zone)
1386                                 start = pfn + i;
1387                         zone = page_zone(page);
1388                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1389                 }
1390         }
1391
1392         if (zone) {
1393                 *valid_start = start;
1394                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1395                 return 1;
1396         } else {
1397                 return 0;
1398         }
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1403  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1404  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1405  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1406  */
1407 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1408 {
1409         unsigned long pfn;
1410         struct page *page;
1411         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1412                 if (pfn_valid(pfn)) {
1413                         page = pfn_to_page(pfn);
1414                         if (PageLRU(page))
1415                                 return pfn;
1416                         if (__PageMovable(page))
1417                                 return pfn;
1418                         if (PageHuge(page)) {
1419                                 if (page_huge_active(page))
1420                                         return pfn;
1421                                 else
1422                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1423                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1424                         }
1425                 }
1426         }
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1431                 int **result)
1432 {
1433         int nid = page_to_nid(page);
1434         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1435
1436         /*
1437          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1438          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1439          * of the only existing node)
1440          */
1441         node_clear(nid, nmask);
1442         if (nodes_empty(nmask))
1443                 node_set(nid, nmask);
1444
1445         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1446 }
1447
1448 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1449 static int
1450 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1451 {
1452         unsigned long pfn;
1453         struct page *page;
1454         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1455         int not_managed = 0;
1456         int ret = 0;
1457         LIST_HEAD(source);
1458
1459         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1460                 if (!pfn_valid(pfn))
1461                         continue;
1462                 page = pfn_to_page(pfn);
1463
1464                 if (PageHuge(page)) {
1465                         struct page *head = compound_head(page);
1466                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1467                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1468                                 ret = -EBUSY;
1469                                 break;
1470                         }
1471                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1472                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1473                         continue;
1474                 }
1475
1476                 if (!get_page_unless_zero(page))
1477                         continue;
1478                 /*
1479                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1480                  * LRU and non-lru movable pages.
1481                  */
1482                 if (PageLRU(page))
1483                         ret = isolate_lru_page(page);
1484                 else
1485                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1486                 if (!ret) { /* Success */
1487                         put_page(page);
1488                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1489                         move_pages--;
1490                         if (!__PageMovable(page))
1491                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1492                                                     page_is_file_cache(page));
1493
1494                 } else {
1495 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1496                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1497                         dump_page(page, "isolation failed");
1498 #endif
1499                         put_page(page);
1500                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1501                            check this again here. */
1502                         if (page_count(page)) {
1503                                 not_managed++;
1504                                 ret = -EBUSY;
1505                                 break;
1506                         }
1507                 }
1508         }
1509         if (!list_empty(&source)) {
1510                 if (not_managed) {
1511                         putback_movable_pages(&source);
1512                         goto out;
1513                 }
1514
1515                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1516                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1517                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1518                 if (ret)
1519                         putback_movable_pages(&source);
1520         }
1521 out:
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 /*
1526  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1527  */
1528 static int
1529 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1530                         void *data)
1531 {
1532         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1533         return 0;
1534 }
1535
1536 static void
1537 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1538 {
1539         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1540                                 offline_isolated_pages_cb);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1545  */
1546 static int
1547 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1548                         void *data)
1549 {
1550         int ret;
1551         long offlined = *(long *)data;
1552         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1553         offlined = nr_pages;
1554         if (!ret)
1555                 *(long *)data += offlined;
1556         return ret;
1557 }
1558
1559 static long
1560 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1561 {
1562         long offlined = 0;
1563         int ret;
1564
1565         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1566                         check_pages_isolated_cb);
1567         if (ret < 0)
1568                 offlined = (long)ret;
1569         return offlined;
1570 }
1571
1572 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1573 {
1574 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1575         movable_node_enabled = true;
1576 #else
1577         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1578 #endif
1579         return 0;
1580 }
1581 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1582
1583 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1584 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1585                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1586 {
1587         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1588         unsigned long present_pages = 0;
1589         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1590
1591         /*
1592          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1593          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1594          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1595          *
1596          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1597          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1598          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1599          */
1600         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1601                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1602
1603         /*
1604          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1605          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1606          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1607          * become empty after offline , thus we can determind we will
1608          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1609          */
1610         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1611                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1612         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1613                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1614         else
1615                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1616
1617 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1618         /*
1619          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1620          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1621          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1622          *
1623          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1624          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1625          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1626          */
1627         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1628         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1629                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1630
1631         for (; zt <= zone_last; zt++)
1632                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1633         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1634                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1635         else
1636                 arg->status_change_nid_high = -1;
1637 #else
1638         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1639 #endif
1640
1641         /*
1642          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1643          */
1644         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1645
1646         /*
1647          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1648          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1649          * we can determind we will need to clear the node from
1650          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1651          */
1652         for (; zt <= zone_last; zt++)
1653                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1654         if (nr_pages >= present_pages)
1655                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1656         else
1657                 arg->status_change_nid = -1;
1658 }
1659
1660 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1661 {
1662         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1663                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1664
1665         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1666             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1667                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1668
1669         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1670             (arg->status_change_nid >= 0))
1671                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1672 }
1673
1674 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1675                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1676 {
1677         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1678         long offlined_pages;
1679         int ret, drain, retry_max, node;
1680         unsigned long flags;
1681         unsigned long valid_start, valid_end;
1682         struct zone *zone;
1683         struct memory_notify arg;
1684
1685         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1686         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1687                 return -EINVAL;
1688         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1689                 return -EINVAL;
1690         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1691            we assume this for now. .*/
1692         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1693                 return -EINVAL;
1694
1695         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1696         node = zone_to_nid(zone);
1697         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1698
1699         /* set above range as isolated */
1700         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1701                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1702         if (ret)
1703                 return ret;
1704
1705         arg.start_pfn = start_pfn;
1706         arg.nr_pages = nr_pages;
1707         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1708
1709         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1710         ret = notifier_to_errno(ret);
1711         if (ret)
1712                 goto failed_removal;
1713
1714         pfn = start_pfn;
1715         expire = jiffies + timeout;
1716         drain = 0;
1717         retry_max = 5;
1718 repeat:
1719         /* start memory hot removal */
1720         ret = -EAGAIN;
1721         if (time_after(jiffies, expire))
1722                 goto failed_removal;
1723         ret = -EINTR;
1724         if (signal_pending(current))
1725                 goto failed_removal;
1726         ret = 0;
1727         if (drain) {
1728                 lru_add_drain_all();
1729                 cond_resched();
1730                 drain_all_pages(zone);
1731         }
1732
1733         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1734         if (pfn) { /* We have movable pages */
1735                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1736                 if (!ret) {
1737                         drain = 1;
1738                         goto repeat;
1739                 } else {
1740                         if (ret < 0)
1741                                 if (--retry_max == 0)
1742                                         goto failed_removal;
1743                         yield();
1744                         drain = 1;
1745                         goto repeat;
1746                 }
1747         }
1748         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1749         lru_add_drain_all();
1750         yield();
1751         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1752         drain_all_pages(zone);
1753         /*
1754          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1755          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1756          */
1757         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1758         if (ret)
1759                 goto failed_removal;
1760         /* check again */
1761         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1762         if (offlined_pages < 0) {
1763                 ret = -EBUSY;
1764                 goto failed_removal;
1765         }
1766         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1767         /* Ok, all of our target is isolated.
1768            We cannot do rollback at this point. */
1769         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1770         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1771         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1772         /* removal success */
1773         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1774         zone->present_pages -= offlined_pages;
1775
1776         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1777         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1778         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1779
1780         init_per_zone_wmark_min();
1781
1782         if (!populated_zone(zone)) {
1783                 zone_pcp_reset(zone);
1784                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1785                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1786                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1787         } else
1788                 zone_pcp_update(zone);
1789
1790         node_states_clear_node(node, &arg);
1791         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1792                 kswapd_stop(node);
1793                 kcompactd_stop(node);
1794         }
1795
1796         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1797         writeback_set_ratelimit();
1798
1799         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1800         return 0;
1801
1802 failed_removal:
1803         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1804                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1805                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1806         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1807         /* pushback to free area */
1808         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1809         return ret;
1810 }
1811
1812 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
1813 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1814 {
1815         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1816 }
1817 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1818
1819 /**
1820  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1821  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1822  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1823  * @arg: argument passed to func
1824  * @func: callback for each memory section walked
1825  *
1826  * This function walks through all present mem sections in range
1827  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1828  *
1829  * Returns the return value of func.
1830  */
1831 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1832                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1833 {
1834         struct memory_block *mem = NULL;
1835         struct mem_section *section;
1836         unsigned long pfn, section_nr;
1837         int ret;
1838
1839         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1840                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1841                 if (!present_section_nr(section_nr))
1842                         continue;
1843
1844                 section = __nr_to_section(section_nr);
1845                 /* same memblock? */
1846                 if (mem)
1847                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1848                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1849                                 continue;
1850
1851                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1852                 if (!mem)
1853                         continue;
1854
1855                 ret = func(mem, arg);
1856                 if (ret) {
1857                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1858                         return ret;
1859                 }
1860         }
1861
1862         if (mem)
1863                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1864
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1869 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1870 {
1871         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1872
1873         if (unlikely(ret)) {
1874                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1875
1876                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1877                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1878                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1879                         &beginpa, &endpa);
1880         }
1881
1882         return ret;
1883 }
1884
1885 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1886 {
1887         int cpu;
1888
1889         for_each_present_cpu(cpu) {
1890                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1891                         /*
1892                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1893                          * offline this node.
1894                          */
1895                         return -EBUSY;
1896         }
1897
1898         return 0;
1899 }
1900
1901 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1902 {
1903 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1904         int cpu;
1905
1906         for_each_possible_cpu(cpu)
1907                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1908                         numa_clear_node(cpu);
1909 #endif
1910 }
1911
1912 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1913 {
1914         int ret;
1915
1916         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1917         if (ret)
1918                 return ret;
1919
1920         /*
1921          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1922          * the cpu_to_node() now.
1923          */
1924
1925         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1926         return 0;
1927 }
1928
1929 /**
1930  * try_offline_node
1931  *
1932  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1933  *
1934  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1935  * and online/offline operations before this call.
1936  */
1937 void try_offline_node(int nid)
1938 {
1939         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1940         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1941         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1942         unsigned long pfn;
1943
1944         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1945                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1946
1947                 if (!present_section_nr(section_nr))
1948                         continue;
1949
1950                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1951                         continue;
1952
1953                 /*
1954                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1955                  * can't offline node now.
1956                  */
1957                 return;
1958         }
1959
1960         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1961                 return;
1962
1963         /*
1964          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1965          * node now.
1966          */
1967         node_set_offline(nid);
1968         unregister_one_node(nid);
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1971
1972 /**
1973  * remove_memory
1974  *
1975  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1976  * and online/offline operations before this call, as required by
1977  * try_offline_node().
1978  */
1979 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1980 {
1981         int ret;
1982
1983         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1984
1985         mem_hotplug_begin();
1986
1987         /*
1988          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1989          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1990          * if this is not the case.
1991          */
1992         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1993                                 check_memblock_offlined_cb);
1994         if (ret)
1995                 BUG();
1996
1997         /* remove memmap entry */
1998         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1999         memblock_free(start, size);
2000         memblock_remove(start, size);
2001
2002         arch_remove_memory(start, size);
2003
2004         try_offline_node(nid);
2005
2006         mem_hotplug_done();
2007 }
2008 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2009 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */