mm/memory_hotplug.c

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