mm/memory_hotplug.c

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