mm/compaction: fix misbehaviors of fast_find_migrateblock()
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/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                                                  const char *resource_name)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106
107         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
108                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
109
110         /*
111          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
112          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
113          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
114          * details.
115          */
116         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
117                 return ERR_PTR(-E2BIG);
118
119         /*
120          * Request ownership of the new memory range.  This might be
121          * a child of an existing resource that was present but
122          * not marked as busy.
123          */
124         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
125                                resource_name, flags);
126
127         if (!res) {
128                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
129                                 start, start + size);
130                 return ERR_PTR(-EEXIST);
131         }
132         return res;
133 }
134
135 static void release_memory_resource(struct resource *res)
136 {
137         if (!res)
138                 return;
139         release_resource(res);
140         kfree(res);
141 }
142
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
144 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
145                       unsigned long type)
146 {
147         page->freelist = (void *)type;
148         SetPagePrivate(page);
149         set_page_private(page, info);
150         page_ref_inc(page);
151 }
152
153 void put_page_bootmem(struct page *page)
154 {
155         unsigned long type;
156
157         type = (unsigned long) page->freelist;
158         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
159                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
160
161         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
162                 page->freelist = NULL;
163                 ClearPagePrivate(page);
164                 set_page_private(page, 0);
165                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
166                 free_reserved_page(page);
167         }
168 }
169
170 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
171 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
172 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
173 {
174         unsigned long mapsize, section_nr, i;
175         struct mem_section *ms;
176         struct page *page, *memmap;
177         struct mem_section_usage *usage;
178
179         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
180         ms = __nr_to_section(section_nr);
181
182         /* Get section's memmap address */
183         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
184
185         /*
186          * Get page for the memmap's phys address
187          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
188          */
189         page = virt_to_page(memmap);
190         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
191         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
192
193         /* remember memmap's page */
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
196
197         usage = ms->usage;
198         page = virt_to_page(usage);
199
200         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
201
202         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
203                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
204
205 }
206 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
207 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
208 {
209         unsigned long mapsize, section_nr, i;
210         struct mem_section *ms;
211         struct page *page, *memmap;
212         struct mem_section_usage *usage;
213
214         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
215         ms = __nr_to_section(section_nr);
216
217         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
218
219         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
220
221         usage = ms->usage;
222         page = virt_to_page(usage);
223
224         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
225
226         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
227                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
228 }
229 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
230
231 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
234         int node = pgdat->node_id;
235         struct page *page;
236
237         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
238         page = virt_to_page(pgdat);
239
240         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
241                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
242
243         pfn = pgdat->node_start_pfn;
244         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
245
246         /* register section info */
247         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
248                 /*
249                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
250                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
251                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
252                  * reside in some other nodes.
253                  */
254                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
255                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
256         }
257 }
258 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
259
260 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
261                 const char *reason)
262 {
263         /*
264          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
265          * allow operations smaller than a section for
266          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
267          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
268          * memory that will be marked online, so this check should only
269          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
270          * add_memory_resource().
271          */
272         unsigned long min_align;
273
274         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
275                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
276         else
277                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
278         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
279                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
280                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
281                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
282                 return -EINVAL;
283         }
284         return 0;
285 }
286
287 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
288                                             unsigned long nr_pages)
289 {
290         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
291
292         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
293                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
294                 WARN(1,
295                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
296                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
297                 return -E2BIG;
298         }
299
300         return 0;
301 }
302
303 /*
304  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
305  * expected that archs that support memory hotplug will
306  * call this function after deciding the zone to which to
307  * add the new pages.
308  */
309 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
310                 struct mhp_params *params)
311 {
312         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
313         unsigned long cur_nr_pages;
314         int err;
315         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
316
317         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
318                 return -EINVAL;
319
320         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
321         if (err)
322                 return err;
323
324         if (altmap) {
325                 /*
326                  * Validate altmap is within bounds of the total request
327                  */
328                 if (altmap->base_pfn != pfn
329                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
330                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
331                         return -EINVAL;
332                 }
333                 altmap->alloc = 0;
334         }
335
336         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
337         if (err)
338                 return err;
339
340         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
341                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
342                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
343                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
344                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
345                 if (err)
346                         break;
347                 cond_resched();
348         }
349         vmemmap_populate_print_last();
350         return err;
351 }
352
353 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
354 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
355                                      unsigned long start_pfn,
356                                      unsigned long end_pfn)
357 {
358         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
359                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
360                         continue;
361
362                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
363                         continue;
364
365                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
366                         continue;
367
368                 return start_pfn;
369         }
370
371         return 0;
372 }
373
374 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
375 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
376                                     unsigned long start_pfn,
377                                     unsigned long end_pfn)
378 {
379         unsigned long pfn;
380
381         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
382         pfn = end_pfn - 1;
383         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
384                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
385                         continue;
386
387                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
388                         continue;
389
390                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
391                         continue;
392
393                 return pfn;
394         }
395
396         return 0;
397 }
398
399 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
400                              unsigned long end_pfn)
401 {
402         unsigned long pfn;
403         int nid = zone_to_nid(zone);
404
405         zone_span_writelock(zone);
406         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
407                 /*
408                  * If the section is smallest section in the zone, it need
409                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
410                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
411                  * for shrinking zone.
412                  */
413                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
414                                                 zone_end_pfn(zone));
415                 if (pfn) {
416                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
417                         zone->zone_start_pfn = pfn;
418                 } else {
419                         zone->zone_start_pfn = 0;
420                         zone->spanned_pages = 0;
421                 }
422         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
423                 /*
424                  * If the section is biggest section in the zone, it need
425                  * shrink zone->spanned_pages.
426                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
427                  * shrinking zone.
428                  */
429                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
430                                                start_pfn);
431                 if (pfn)
432                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
433                 else {
434                         zone->zone_start_pfn = 0;
435                         zone->spanned_pages = 0;
436                 }
437         }
438         zone_span_writeunlock(zone);
439 }
440
441 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
442 {
443         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
444         struct zone *zone;
445
446         for (zone = pgdat->node_zones;
447              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
448                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
449                                              zone->spanned_pages;
450
451                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
452                 if (!zone->spanned_pages)
453                         continue;
454                 if (!node_end_pfn) {
455                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
456                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
457                         continue;
458                 }
459
460                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
461                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
462                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
463                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
464         }
465
466         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
467         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
468 }
469
470 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
471                                       unsigned long start_pfn,
472                                       unsigned long nr_pages)
473 {
474         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
475         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
476         unsigned long pfn, cur_nr_pages, flags;
477
478         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
479         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
480                 cond_resched();
481
482                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
483                 cur_nr_pages =
484                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
485                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
486                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
487         }
488
489 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
490         /*
491          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
492          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
493          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
494          */
495         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
496                 return;
497 #endif
498
499         clear_zone_contiguous(zone);
500
501         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
502         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
503         update_pgdat_span(pgdat);
504         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
505
506         set_zone_contiguous(zone);
507 }
508
509 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
510                              unsigned long map_offset,
511                              struct vmem_altmap *altmap)
512 {
513         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
514
515         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
516                 return;
517
518         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
519 }
520
521 /**
522  * __remove_pages() - remove sections of pages
523  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
524  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
525  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
526  *
527  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
528  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
529  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
530  * calling offline_pages().
531  */
532 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
533                     struct vmem_altmap *altmap)
534 {
535         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
536         unsigned long cur_nr_pages;
537         unsigned long map_offset = 0;
538
539         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
540
541         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
542                 return;
543
544         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
545                 cond_resched();
546                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
547                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
548                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
549                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
550                 map_offset = 0;
551         }
552 }
553
554 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
555 {
556         int rc = -EINVAL;
557
558         get_online_mems();
559         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
560
561         if (online_page_callback == generic_online_page) {
562                 online_page_callback = callback;
563                 rc = 0;
564         }
565
566         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
567         put_online_mems();
568
569         return rc;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
572
573 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
574 {
575         int rc = -EINVAL;
576
577         get_online_mems();
578         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
579
580         if (online_page_callback == callback) {
581                 online_page_callback = generic_online_page;
582                 rc = 0;
583         }
584
585         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
586         put_online_mems();
587
588         return rc;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
591
592 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
593 {
594         /*
595          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
596          * so we should map it first. This is better than introducing a special
597          * case in page freeing fast path.
598          */
599         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
600         __free_pages_core(page, order);
601         totalram_pages_add(1UL << order);
602 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
603         if (PageHighMem(page))
604                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
605 #endif
606 }
607 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
608
609 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
610 {
611         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
612         unsigned long pfn;
613
614         /*
615          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
616          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
617          * later). We account all pages as being online and belonging to this
618          * zone ("present").
619          */
620         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES)
621                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), MAX_ORDER - 1);
622
623         /* mark all involved sections as online */
624         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
625 }
626
627 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
628 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
629         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
630 {
631         int nid = zone_to_nid(zone);
632
633         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
634         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
635         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
636
637         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
638                 arg->status_change_nid = nid;
639         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
640                 arg->status_change_nid_normal = nid;
641 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
642         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
643                 arg->status_change_nid_high = nid;
644 #endif
645 }
646
647 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
648 {
649         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
650                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
651
652         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
653                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
654
655         if (arg->status_change_nid >= 0)
656                 node_set_state(node, N_MEMORY);
657 }
658
659 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
660                 unsigned long nr_pages)
661 {
662         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
663
664         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
665                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
666
667         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
668 }
669
670 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
671                                      unsigned long nr_pages)
672 {
673         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
674
675         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
676                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
677
678         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
679
680 }
681 /*
682  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
683  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
684  * call, all affected pages are PG_reserved.
685  *
686  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
687  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
688  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
689  */
690 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
691                                   unsigned long nr_pages,
692                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
693 {
694         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
695         int nid = pgdat->node_id;
696         unsigned long flags;
697
698         clear_zone_contiguous(zone);
699
700         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
701         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
702         zone_span_writelock(zone);
703         if (zone_is_empty(zone))
704                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
705         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
706         zone_span_writeunlock(zone);
707         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
708         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
709
710         /*
711          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
712          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
713          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
714          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
715          */
716         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
717                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
718
719         set_zone_contiguous(zone);
720 }
721
722 /*
723  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
724  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
725  * to the ZONE_NORMAL.
726  */
727 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
728                 unsigned long nr_pages)
729 {
730         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
731         int zid;
732
733         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
734                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
735
736                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
737                         return zone;
738         }
739
740         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
741 }
742
743 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
744                 unsigned long nr_pages)
745 {
746         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
747                         nr_pages);
748         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
749         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
750         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
751
752         /*
753          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
754          * overlap in the given range
755          */
756         if (in_kernel ^ in_movable)
757                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
758
759         /*
760          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
761          * given range then we use movable zone only if movable_node is
762          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
763          */
764         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
765 }
766
767 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
768                 unsigned long nr_pages)
769 {
770         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
771                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
772
773         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
774                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
775
776         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
777 }
778
779 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
780                        int online_type, int nid)
781 {
782         unsigned long flags;
783         struct zone *zone;
784         int need_zonelists_rebuild = 0;
785         int ret;
786         struct memory_notify arg;
787
788         /* We can only online full sections (e.g., SECTION_IS_ONLINE) */
789         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
790                          !IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
791                 return -EINVAL;
792
793         mem_hotplug_begin();
794
795         /* associate pfn range with the zone */
796         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
797         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
798
799         arg.start_pfn = pfn;
800         arg.nr_pages = nr_pages;
801         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
802
803         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
804         ret = notifier_to_errno(ret);
805         if (ret)
806                 goto failed_addition;
807
808         /*
809          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
810          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
811          */
812         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
813         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
814         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
815
816         /*
817          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
818          * This means the page allocator ignores this zone.
819          * So, zonelist must be updated after online.
820          */
821         if (!populated_zone(zone)) {
822                 need_zonelists_rebuild = 1;
823                 setup_zone_pageset(zone);
824         }
825
826         online_pages_range(pfn, nr_pages);
827         zone->present_pages += nr_pages;
828
829         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
830         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
831         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
832
833         node_states_set_node(nid, &arg);
834         if (need_zonelists_rebuild)
835                 build_all_zonelists(NULL);
836         zone_pcp_update(zone);
837
838         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
839         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
840
841         /*
842          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
843          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
844          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
845          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
846          */
847         shuffle_zone(zone);
848
849         init_per_zone_wmark_min();
850
851         kswapd_run(nid);
852         kcompactd_run(nid);
853
854         writeback_set_ratelimit();
855
856         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
857         mem_hotplug_done();
858         return 0;
859
860 failed_addition:
861         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
862                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
863                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
864         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
865         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
866         mem_hotplug_done();
867         return ret;
868 }
869 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
870
871 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
872 {
873         struct zone *z;
874
875         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
876                 z->present_pages = 0;
877
878         pgdat->node_present_pages = 0;
879 }
880
881 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
882 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
883 {
884         struct pglist_data *pgdat;
885
886         pgdat = NODE_DATA(nid);
887         if (!pgdat) {
888                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
889                 if (!pgdat)
890                         return NULL;
891
892                 pgdat->per_cpu_nodestats =
893                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
894                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
895         } else {
896                 int cpu;
897                 /*
898                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
899                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
900                  * when it starts in the near future.
901                  */
902                 pgdat->nr_zones = 0;
903                 pgdat->kswapd_order = 0;
904                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
905                 for_each_online_cpu(cpu) {
906                         struct per_cpu_nodestat *p;
907
908                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
909                         memset(p, 0, sizeof(*p));
910                 }
911         }
912
913         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
914         pgdat->node_id = nid;
915         pgdat->node_start_pfn = 0;
916
917         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
918         free_area_init_core_hotplug(nid);
919
920         /*
921          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
922          * to access not-initialized zonelist, build here.
923          */
924         build_all_zonelists(pgdat);
925
926         /*
927          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
928          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
929          * online_pages() and offline_pages().
930          */
931         reset_node_managed_pages(pgdat);
932         reset_node_present_pages(pgdat);
933
934         return pgdat;
935 }
936
937 static void rollback_node_hotadd(int nid)
938 {
939         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
940
941         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
942         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
943         arch_free_nodedata(pgdat);
944 }
945
946
947 /**
948  * try_online_node - online a node if offlined
949  * @nid: the node ID
950  * @set_node_online: Whether we want to online the node
951  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
952  *
953  * Returns:
954  * 1 -> a new node has been allocated
955  * 0 -> the node is already online
956  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
957  */
958 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
959 {
960         pg_data_t *pgdat;
961         int ret = 1;
962
963         if (node_online(nid))
964                 return 0;
965
966         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
967         if (!pgdat) {
968                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
969                 ret = -ENOMEM;
970                 goto out;
971         }
972
973         if (set_node_online) {
974                 node_set_online(nid);
975                 ret = register_one_node(nid);
976                 BUG_ON(ret);
977         }
978 out:
979         return ret;
980 }
981
982 /*
983  * Users of this function always want to online/register the node
984  */
985 int try_online_node(int nid)
986 {
987         int ret;
988
989         mem_hotplug_begin();
990         ret =  __try_online_node(nid, true);
991         mem_hotplug_done();
992         return ret;
993 }
994
995 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
996 {
997         /* memory range must be block size aligned */
998         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
999             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1000                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1001                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1002                 return -EINVAL;
1003         }
1004
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1009 {
1010         mem->online_type = memhp_default_online_type;
1011         return device_online(&mem->dev);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1016  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1017  *
1018  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1019  */
1020 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1021 {
1022         struct mhp_params params = { .pgprot = PAGE_KERNEL };
1023         u64 start, size;
1024         bool new_node = false;
1025         int ret;
1026
1027         start = res->start;
1028         size = resource_size(res);
1029
1030         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1031         if (ret)
1032                 return ret;
1033
1034         if (!node_possible(nid)) {
1035                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1036                 return -EINVAL;
1037         }
1038
1039         mem_hotplug_begin();
1040
1041         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1042                 memblock_add_node(start, size, nid);
1043
1044         ret = __try_online_node(nid, false);
1045         if (ret < 0)
1046                 goto error;
1047         new_node = ret;
1048
1049         /* call arch's memory hotadd */
1050         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1051         if (ret < 0)
1052                 goto error;
1053
1054         /* create memory block devices after memory was added */
1055         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1056         if (ret) {
1057                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1058                 goto error;
1059         }
1060
1061         if (new_node) {
1062                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1063                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1064                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1065                  * We online node here. We can't roll back from here.
1066                  */
1067                 node_set_online(nid);
1068                 ret = __register_one_node(nid);
1069                 BUG_ON(ret);
1070         }
1071
1072         /* link memory sections under this node.*/
1073         link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1074                           MEMINIT_HOTPLUG);
1075
1076         /* create new memmap entry */
1077         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1078                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1079
1080         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1081         mem_hotplug_done();
1082
1083         /*
1084          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1085          * merging now that adding succeeded.
1086          */
1087         if (mhp_flags & MEMHP_MERGE_RESOURCE)
1088                 merge_system_ram_resource(res);
1089
1090         /* online pages if requested */
1091         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1092                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1093
1094         return ret;
1095 error:
1096         /* rollback pgdat allocation and others */
1097         if (new_node)
1098                 rollback_node_hotadd(nid);
1099         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1100                 memblock_remove(start, size);
1101         mem_hotplug_done();
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1106 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1107 {
1108         struct resource *res;
1109         int ret;
1110
1111         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1112         if (IS_ERR(res))
1113                 return PTR_ERR(res);
1114
1115         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1116         if (ret < 0)
1117                 release_memory_resource(res);
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1122 {
1123         int rc;
1124
1125         lock_device_hotplug();
1126         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1127         unlock_device_hotplug();
1128
1129         return rc;
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1132
1133 /*
1134  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1135  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1136  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1137  * after a reboot, and after kexec.
1138  *
1139  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1140  * kexec kernel or for placing kexec images:
1141  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1142  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1143  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1144  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1145  *
1146  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1147  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1148  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1149  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1150  *
1151  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1152  * "System RAM ($DRIVER)".
1153  */
1154 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1155                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1156 {
1157         struct resource *res;
1158         int rc;
1159
1160         if (!resource_name ||
1161             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1162             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1163                 return -EINVAL;
1164
1165         lock_device_hotplug();
1166
1167         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1168         if (IS_ERR(res)) {
1169                 rc = PTR_ERR(res);
1170                 goto out_unlock;
1171         }
1172
1173         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1174         if (rc < 0)
1175                 release_memory_resource(res);
1176
1177 out_unlock:
1178         unlock_device_hotplug();
1179         return rc;
1180 }
1181 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1182
1183 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1184 /*
1185  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1186  * memory holes). When true, return the zone.
1187  */
1188 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1189                                   unsigned long end_pfn)
1190 {
1191         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1192         struct zone *zone = NULL;
1193         struct page *page;
1194         int i;
1195         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1196              pfn < end_pfn;
1197              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1198                 /* Make sure the memory section is present first */
1199                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1200                         continue;
1201                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1202                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1203                         i = 0;
1204                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1205                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1206                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1207                                 i++;
1208                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1209                                 continue;
1210                         /* Check if we got outside of the zone */
1211                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1212                                 return NULL;
1213                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1214                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1215                                 return NULL;
1216                         zone = page_zone(page);
1217                 }
1218         }
1219
1220         return zone;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1225  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1226  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1227  * definitely unmovable pages.
1228  *
1229  * Returns:
1230  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1231  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1232  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1233  */
1234 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1235                               unsigned long *movable_pfn)
1236 {
1237         unsigned long pfn;
1238
1239         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1240                 struct page *page, *head;
1241                 unsigned long skip;
1242
1243                 if (!pfn_valid(pfn))
1244                         continue;
1245                 page = pfn_to_page(pfn);
1246                 if (PageLRU(page))
1247                         goto found;
1248                 if (__PageMovable(page))
1249                         goto found;
1250
1251                 /*
1252                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1253                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1254                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1255                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1256                  */
1257                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1258                         return -EBUSY;
1259
1260                 if (!PageHuge(page))
1261                         continue;
1262                 head = compound_head(page);
1263                 /*
1264                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1265                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1266                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1267                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1268                  * code must deal with these scenarios.
1269                  */
1270                 if (HPageMigratable(head))
1271                         goto found;
1272                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1273                 pfn += skip - 1;
1274         }
1275         return -ENOENT;
1276 found:
1277         *movable_pfn = pfn;
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 static int
1282 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1283 {
1284         unsigned long pfn;
1285         struct page *page, *head;
1286         int ret = 0;
1287         LIST_HEAD(source);
1288
1289         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1290                 if (!pfn_valid(pfn))
1291                         continue;
1292                 page = pfn_to_page(pfn);
1293                 head = compound_head(page);
1294
1295                 if (PageHuge(page)) {
1296                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1297                         isolate_huge_page(head, &source);
1298                         continue;
1299                 } else if (PageTransHuge(page))
1300                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1301
1302                 /*
1303                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1304                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1305                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1306                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1307                  * the unmap as the catch all safety net).
1308                  */
1309                 if (PageHWPoison(page)) {
1310                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1311                                 isolate_lru_page(page);
1312                         if (page_mapped(page))
1313                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK);
1314                         continue;
1315                 }
1316
1317                 if (!get_page_unless_zero(page))
1318                         continue;
1319                 /*
1320                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1321                  * LRU and non-lru movable pages.
1322                  */
1323                 if (PageLRU(page))
1324                         ret = isolate_lru_page(page);
1325                 else
1326                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1327                 if (!ret) { /* Success */
1328                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1329                         if (!__PageMovable(page))
1330                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1331                                                     page_is_file_lru(page));
1332
1333                 } else {
1334                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1335                         dump_page(page, "isolation failed");
1336                 }
1337                 put_page(page);
1338         }
1339         if (!list_empty(&source)) {
1340                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1341                 struct migration_target_control mtc = {
1342                         .nmask = &nmask,
1343                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1344                 };
1345
1346                 /*
1347                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1348                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1349                  */
1350                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1351
1352                 /*
1353                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1354                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1355                  * offlining a part of the only existing node)
1356                  */
1357                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1358                 if (nodes_empty(nmask))
1359                         node_set(mtc.nid, nmask);
1360                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1361                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1362                 if (ret) {
1363                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1364                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1365                                        page_to_pfn(page), ret);
1366                                 dump_page(page, "migration failure");
1367                         }
1368                         putback_movable_pages(&source);
1369                 }
1370         }
1371
1372         return ret;
1373 }
1374
1375 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1376 {
1377         movable_node_enabled = true;
1378         return 0;
1379 }
1380 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1381
1382 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1383 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1384                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1385 {
1386         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1387         unsigned long present_pages = 0;
1388         enum zone_type zt;
1389
1390         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1391         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1392         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1393
1394         /*
1395          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1396          * If the memory to be offline is within the range
1397          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1398          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1399          * thus we can determine that we need to clear the node from
1400          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1401          */
1402         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1403                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1404         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1405                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1406
1407 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1408         /*
1409          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1410          * have normal memory or high memory.
1411          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1412          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1413          * we determine that the zones in that range become empty,
1414          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1415          */
1416         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1417         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1418                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1419 #endif
1420
1421         /*
1422          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1423          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1424          * as well.
1425          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1426          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1427          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1428          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1429          * it for N_MEMORY as well.
1430          */
1431         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1432
1433         if (nr_pages >= present_pages)
1434                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1435 }
1436
1437 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1438 {
1439         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1440                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1441
1442         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1443                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1444
1445         if (arg->status_change_nid >= 0)
1446                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1447 }
1448
1449 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1450                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1451 {
1452         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1453
1454         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1459 {
1460         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1461         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1462         unsigned long flags;
1463         struct zone *zone;
1464         struct memory_notify arg;
1465         int ret, node;
1466         char *reason;
1467
1468         /* We can only offline full sections (e.g., SECTION_IS_ONLINE) */
1469         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1470                          !IS_ALIGNED(start_pfn | nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1471                 return -EINVAL;
1472
1473         mem_hotplug_begin();
1474
1475         /*
1476          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1477          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1478          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1479          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1480          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1481          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1482          */
1483         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1484                               count_system_ram_pages_cb);
1485         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1486                 ret = -EINVAL;
1487                 reason = "memory holes";
1488                 goto failed_removal;
1489         }
1490
1491         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1492            we assume this for now. .*/
1493         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1494         if (!zone) {
1495                 ret = -EINVAL;
1496                 reason = "multizone range";
1497                 goto failed_removal;
1498         }
1499         node = zone_to_nid(zone);
1500
1501         /*
1502          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1503          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1504          */
1505         zone_pcp_disable(zone);
1506
1507         /* set above range as isolated */
1508         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1509                                        MIGRATE_MOVABLE,
1510                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1511         if (ret) {
1512                 reason = "failure to isolate range";
1513                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1514         }
1515
1516         arg.start_pfn = start_pfn;
1517         arg.nr_pages = nr_pages;
1518         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1519
1520         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1521         ret = notifier_to_errno(ret);
1522         if (ret) {
1523                 reason = "notifier failure";
1524                 goto failed_removal_isolated;
1525         }
1526
1527         do {
1528                 pfn = start_pfn;
1529                 do {
1530                         if (signal_pending(current)) {
1531                                 ret = -EINTR;
1532                                 reason = "signal backoff";
1533                                 goto failed_removal_isolated;
1534                         }
1535
1536                         cond_resched();
1537                         lru_add_drain_all();
1538
1539                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1540                         if (!ret) {
1541                                 /*
1542                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1543                                  * out
1544                                  */
1545                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1546                         }
1547                 } while (!ret);
1548
1549                 if (ret != -ENOENT) {
1550                         reason = "unmovable page";
1551                         goto failed_removal_isolated;
1552                 }
1553
1554                 /*
1555                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1556                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1557                  * counting consistent.
1558                  */
1559                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1560                 if (ret) {
1561                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1562                         goto failed_removal_isolated;
1563                 }
1564
1565                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1566
1567         } while (ret);
1568
1569         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1570         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1571         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1572
1573         /*
1574          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1575          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1576          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1577          */
1578         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1579         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1580         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1581
1582         zone_pcp_enable(zone);
1583
1584         /* removal success */
1585         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1586         zone->present_pages -= nr_pages;
1587
1588         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1589         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= nr_pages;
1590         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1591
1592         init_per_zone_wmark_min();
1593
1594         if (!populated_zone(zone)) {
1595                 zone_pcp_reset(zone);
1596                 build_all_zonelists(NULL);
1597         } else
1598                 zone_pcp_update(zone);
1599
1600         node_states_clear_node(node, &arg);
1601         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1602                 kswapd_stop(node);
1603                 kcompactd_stop(node);
1604         }
1605
1606         writeback_set_ratelimit();
1607
1608         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1609         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1610         mem_hotplug_done();
1611         return 0;
1612
1613 failed_removal_isolated:
1614         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1615         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1616 failed_removal_pcplists_disabled:
1617         zone_pcp_enable(zone);
1618 failed_removal:
1619         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1620                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1621                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1622                  reason);
1623         /* pushback to free area */
1624         mem_hotplug_done();
1625         return ret;
1626 }
1627
1628 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1629 {
1630         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1631
1632         if (unlikely(ret)) {
1633                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1634
1635                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1636                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1637                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1638                         &beginpa, &endpa);
1639
1640                 return -EBUSY;
1641         }
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1646 {
1647         int cpu;
1648
1649         for_each_present_cpu(cpu) {
1650                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1651                         /*
1652                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1653                          * offline this node.
1654                          */
1655                         return -EBUSY;
1656         }
1657
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1662 {
1663         int nid = *(int *)arg;
1664
1665         /*
1666          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1667          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1668          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1669          */
1670         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1671 }
1672
1673 /**
1674  * try_offline_node
1675  * @nid: the node ID
1676  *
1677  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1678  *
1679  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1680  * and online/offline operations before this call.
1681  */
1682 void try_offline_node(int nid)
1683 {
1684         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1685         int rc;
1686
1687         /*
1688          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1689          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1690          * e.g., after the memory block was onlined.
1691          */
1692         if (pgdat->node_spanned_pages)
1693                 return;
1694
1695         /*
1696          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1697          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1698          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1699          */
1700         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1701         if (rc)
1702                 return;
1703
1704         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1705                 return;
1706
1707         /*
1708          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1709          * node now.
1710          */
1711         node_set_offline(nid);
1712         unregister_one_node(nid);
1713 }
1714 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1715
1716 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1717 {
1718         int rc = 0;
1719
1720         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1721
1722         /*
1723          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1724          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1725          * if this is not the case.
1726          */
1727         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1728         if (rc)
1729                 return rc;
1730
1731         /* remove memmap entry */
1732         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1733
1734         /*
1735          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1736          * a barrier against racing online attempts.
1737          */
1738         remove_memory_block_devices(start, size);
1739
1740         mem_hotplug_begin();
1741
1742         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1743
1744         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1745                 memblock_free(start, size);
1746                 memblock_remove(start, size);
1747         }
1748
1749         release_mem_region_adjustable(start, size);
1750
1751         try_offline_node(nid);
1752
1753         mem_hotplug_done();
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 /**
1758  * remove_memory
1759  * @nid: the node ID
1760  * @start: physical address of the region to remove
1761  * @size: size of the region to remove
1762  *
1763  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1764  * and online/offline operations before this call, as required by
1765  * try_offline_node().
1766  */
1767 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1768 {
1769
1770         /*
1771          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1772          * function
1773          */
1774         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1775                 BUG();
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1780  * some memory is not offline
1781  */
1782 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1783 {
1784         int rc;
1785
1786         lock_device_hotplug();
1787         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1788         unlock_device_hotplug();
1789
1790         return rc;
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1793
1794 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1795 {
1796         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
1797         uint8_t **online_types = arg;
1798         struct page *page;
1799         int rc;
1800
1801         /*
1802          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
1803          * with multiple zones within one memory block will be rejected
1804          * by offlining code ... so we don't care about that.
1805          */
1806         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1807         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
1808                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
1809
1810         rc = device_offline(&mem->dev);
1811         /*
1812          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
1813          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
1814          */
1815         if (!rc)
1816                 **online_types = online_type;
1817
1818         (*online_types)++;
1819         /* Ignore if already offline. */
1820         return rc < 0 ? rc : 0;
1821 }
1822
1823 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1824 {
1825         uint8_t **online_types = arg;
1826         int rc;
1827
1828         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
1829                 mem->online_type = **online_types;
1830                 rc = device_online(&mem->dev);
1831                 if (rc < 0)
1832                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
1833                                 __func__, rc);
1834         }
1835
1836         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
1837         (*online_types)++;
1838         return 0;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
1843  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
1844  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
1845  * that memory.
1846  */
1847 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1848 {
1849         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
1850         uint8_t *online_types, *tmp;
1851         int rc;
1852
1853         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1854             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
1855                 return -EINVAL;
1856
1857         /*
1858          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
1859          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
1860          * after offlining some others succeeded.
1861          */
1862         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
1863                                      GFP_KERNEL);
1864         if (!online_types)
1865                 return -ENOMEM;
1866         /*
1867          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
1868          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
1869          * try_reonline_memory_block().
1870          */
1871         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
1872
1873         lock_device_hotplug();
1874
1875         tmp = online_types;
1876         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
1877
1878         /*
1879          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
1880          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1881          */
1882         if (!rc) {
1883                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1884                 if (rc)
1885                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
1886         }
1887
1888         /*
1889          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
1890          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
1891          */
1892         if (rc) {
1893                 tmp = online_types;
1894                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
1895                                    try_reonline_memory_block);
1896         }
1897         unlock_device_hotplug();
1898
1899         kfree(online_types);
1900         return rc;
1901 }
1902 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1903 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */