fb9dc3fa1138aecdde42677d7663a419d0d8cfe3
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static 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         return;
136 }
137
138 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
139 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
140                       unsigned long type)
141 {
142         page->freelist = (void *)type;
143         SetPagePrivate(page);
144         set_page_private(page, info);
145         page_ref_inc(page);
146 }
147
148 void put_page_bootmem(struct page *page)
149 {
150         unsigned long type;
151
152         type = (unsigned long) page->freelist;
153         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
154                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
155
156         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
157                 page->freelist = NULL;
158                 ClearPagePrivate(page);
159                 set_page_private(page, 0);
160                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
161                 free_reserved_page(page);
162         }
163 }
164
165 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
166 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
167 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
168 {
169         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
170         struct mem_section *ms;
171         struct page *page, *memmap;
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         usemap = ms->pageblock_flags;
192         page = virt_to_page(usemap);
193
194         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_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 *usemap, mapsize, section_nr, i;
204         struct mem_section *ms;
205         struct page *page, *memmap;
206
207         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
208         ms = __nr_to_section(section_nr);
209
210         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
211
212         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
213
214         usemap = ms->pageblock_flags;
215         page = virt_to_page(usemap);
216
217         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
218
219         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
220                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
221 }
222 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
223
224 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
225 {
226         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
227         int node = pgdat->node_id;
228         struct page *page;
229
230         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
231         page = virt_to_page(pgdat);
232
233         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
234                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
235
236         pfn = pgdat->node_start_pfn;
237         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
238
239         /* register section info */
240         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
241                 /*
242                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
243                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
244                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
245                  * reside in some other nodes.
246                  */
247                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
248                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
249         }
250 }
251 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
252
253 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
254                                    struct vmem_altmap *altmap)
255 {
256         int ret;
257
258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
259                 return -EEXIST;
260
261         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
262         return ret < 0 ? ret : 0;
263 }
264
265 /*
266  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
267  * expected that archs that support memory hotplug will
268  * call this function after deciding the zone to which to
269  * add the new pages.
270  */
271 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
272                 unsigned long nr_pages, struct mhp_restrictions *restrictions)
273 {
274         unsigned long i;
275         int err = 0;
276         int start_sec, end_sec;
277         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
278
279         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
280         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
281         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
282
283         if (altmap) {
284                 /*
285                  * Validate altmap is within bounds of the total request
286                  */
287                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
288                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
289                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
290                         err = -EINVAL;
291                         goto out;
292                 }
293                 altmap->alloc = 0;
294         }
295
296         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
297                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap);
298
299                 /*
300                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
301                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
302                  * Warning will be printed if there is collision.
303                  */
304                 if (err && (err != -EEXIST))
305                         break;
306                 err = 0;
307                 cond_resched();
308         }
309         vmemmap_populate_print_last();
310 out:
311         return err;
312 }
313
314 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
315 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
316                                      unsigned long start_pfn,
317                                      unsigned long end_pfn)
318 {
319         struct mem_section *ms;
320
321         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
322                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
323
324                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
325                         continue;
326
327                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
328                         continue;
329
330                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
331                         continue;
332
333                 return start_pfn;
334         }
335
336         return 0;
337 }
338
339 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
340 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
341                                     unsigned long start_pfn,
342                                     unsigned long end_pfn)
343 {
344         struct mem_section *ms;
345         unsigned long pfn;
346
347         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
348         pfn = end_pfn - 1;
349         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
350                 ms = __pfn_to_section(pfn);
351
352                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
359                         continue;
360
361                 return pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
368                              unsigned long end_pfn)
369 {
370         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
371         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
372         unsigned long zone_end_pfn = z;
373         unsigned long pfn;
374         struct mem_section *ms;
375         int nid = zone_to_nid(zone);
376
377         zone_span_writelock(zone);
378         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
379                 /*
380                  * If the section is smallest section in the zone, it need
381                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
382                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
383                  * for shrinking zone.
384                  */
385                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
386                                                 zone_end_pfn);
387                 if (pfn) {
388                         zone->zone_start_pfn = pfn;
389                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
390                 }
391         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
392                 /*
393                  * If the section is biggest section in the zone, it need
394                  * shrink zone->spanned_pages.
395                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
396                  * shrinking zone.
397                  */
398                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
399                                                start_pfn);
400                 if (pfn)
401                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
402         }
403
404         /*
405          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
406          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
407          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
408          * it check the zone has only hole or not.
409          */
410         pfn = zone_start_pfn;
411         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
412                 ms = __pfn_to_section(pfn);
413
414                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
415                         continue;
416
417                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
418                         continue;
419
420                  /* If the section is current section, it continues the loop */
421                 if (start_pfn == pfn)
422                         continue;
423
424                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
425                 zone_span_writeunlock(zone);
426                 return;
427         }
428
429         /* The zone has no valid section */
430         zone->zone_start_pfn = 0;
431         zone->spanned_pages = 0;
432         zone_span_writeunlock(zone);
433 }
434
435 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
436                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
437 {
438         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
439         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
440         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
441         unsigned long pfn;
442         struct mem_section *ms;
443         int nid = pgdat->node_id;
444
445         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
446                 /*
447                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
448                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
449                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
450                  * for shrinking zone.
451                  */
452                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
453                                                 pgdat_end_pfn);
454                 if (pfn) {
455                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
456                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
457                 }
458         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
459                 /*
460                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
461                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
462                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
463                  * shrinking zone.
464                  */
465                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
466                                                start_pfn);
467                 if (pfn)
468                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
469         }
470
471         /*
472          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
473          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
474          * change the pgdat.
475          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
476          * has only hole or not.
477          */
478         pfn = pgdat_start_pfn;
479         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
480                 ms = __pfn_to_section(pfn);
481
482                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
483                         continue;
484
485                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
486                         continue;
487
488                  /* If the section is current section, it continues the loop */
489                 if (start_pfn == pfn)
490                         continue;
491
492                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
493                 return;
494         }
495
496         /* The pgdat has no valid section */
497         pgdat->node_start_pfn = 0;
498         pgdat->node_spanned_pages = 0;
499 }
500
501 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
502 {
503         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
504         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
505         unsigned long flags;
506
507         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
508         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
509         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
510         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
511 }
512
513 static void __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
514                              unsigned long map_offset,
515                              struct vmem_altmap *altmap)
516 {
517         unsigned long start_pfn;
518         int scn_nr;
519
520         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
521                 return;
522
523         unregister_memory_section(ms);
524
525         scn_nr = __section_nr(ms);
526         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
527         __remove_zone(zone, start_pfn);
528
529         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
530 }
531
532 /**
533  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
534  * @zone: zone from which pages need to be removed
535  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
536  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
537  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
538  *
539  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
540  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
541  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
542  * calling offline_pages().
543  */
544 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
545                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
546 {
547         unsigned long i;
548         unsigned long map_offset = 0;
549         int sections_to_remove;
550
551         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
552         if (is_dev_zone(zone))
553                 map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
554
555         clear_zone_contiguous(zone);
556
557         /*
558          * We can only remove entire sections
559          */
560         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
561         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
562
563         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
564         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
565                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
566
567                 cond_resched();
568                 __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
569                                  altmap);
570                 map_offset = 0;
571         }
572
573         set_zone_contiguous(zone);
574 }
575
576 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
577 {
578         int rc = -EINVAL;
579
580         get_online_mems();
581         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
582
583         if (online_page_callback == generic_online_page) {
584                 online_page_callback = callback;
585                 rc = 0;
586         }
587
588         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
589         put_online_mems();
590
591         return rc;
592 }
593 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
594
595 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
596 {
597         int rc = -EINVAL;
598
599         get_online_mems();
600         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
601
602         if (online_page_callback == callback) {
603                 online_page_callback = generic_online_page;
604                 rc = 0;
605         }
606
607         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
608         put_online_mems();
609
610         return rc;
611 }
612 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
613
614 void __online_page_set_limits(struct page *page)
615 {
616 }
617 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
618
619 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
620 {
621         adjust_managed_page_count(page, 1);
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
624
625 void __online_page_free(struct page *page)
626 {
627         __free_reserved_page(page);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
630
631 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
632 {
633         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
634         __free_pages_core(page, order);
635         totalram_pages_add(1UL << order);
636 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
637         if (PageHighMem(page))
638                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
639 #endif
640 }
641
642 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
643 {
644         unsigned long end = start + nr_pages;
645         int order, onlined_pages = 0;
646
647         while (start < end) {
648                 order = min(MAX_ORDER - 1,
649                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
650                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
651
652                 onlined_pages += (1UL << order);
653                 start += (1UL << order);
654         }
655         return onlined_pages;
656 }
657
658 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
659                         void *arg)
660 {
661         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
662
663         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
664                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
665
666         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
667
668         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
669         return 0;
670 }
671
672 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
673 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
674         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
675 {
676         int nid = zone_to_nid(zone);
677
678         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
679         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
680         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
681
682         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
683                 arg->status_change_nid = nid;
684         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
685                 arg->status_change_nid_normal = nid;
686 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
687         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
688                 arg->status_change_nid_high = nid;
689 #endif
690 }
691
692 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
693 {
694         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
695                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
696
697         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
698                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
699
700         if (arg->status_change_nid >= 0)
701                 node_set_state(node, N_MEMORY);
702 }
703
704 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
705                 unsigned long nr_pages)
706 {
707         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
708
709         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
710                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
711
712         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
713 }
714
715 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
716                                      unsigned long nr_pages)
717 {
718         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
719
720         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
721                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
722
723         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
724 }
725
726 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
727                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
728 {
729         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
730         int nid = pgdat->node_id;
731         unsigned long flags;
732
733         clear_zone_contiguous(zone);
734
735         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
736         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
737         zone_span_writelock(zone);
738         if (zone_is_empty(zone))
739                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
740         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
741         zone_span_writeunlock(zone);
742         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
743         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
744
745         /*
746          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
747          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
748          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
749          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
750          */
751         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
752                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
753
754         set_zone_contiguous(zone);
755 }
756
757 /*
758  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
759  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
760  * to the ZONE_NORMAL.
761  */
762 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
763                 unsigned long nr_pages)
764 {
765         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
766         int zid;
767
768         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
769                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
770
771                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
772                         return zone;
773         }
774
775         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
776 }
777
778 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
779                 unsigned long nr_pages)
780 {
781         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
782                         nr_pages);
783         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
784         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
785         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
786
787         /*
788          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
789          * overlap in the given range
790          */
791         if (in_kernel ^ in_movable)
792                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
793
794         /*
795          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
796          * given range then we use movable zone only if movable_node is
797          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
798          */
799         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
800 }
801
802 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
803                 unsigned long nr_pages)
804 {
805         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
806                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
807
808         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
809                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
810
811         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
812 }
813
814 /*
815  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
816  * for the given online type.
817  */
818 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
819                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
820 {
821         struct zone *zone;
822
823         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
824         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
825         return zone;
826 }
827
828 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
829 {
830         unsigned long flags;
831         unsigned long onlined_pages = 0;
832         struct zone *zone;
833         int need_zonelists_rebuild = 0;
834         int nid;
835         int ret;
836         struct memory_notify arg;
837         struct memory_block *mem;
838
839         mem_hotplug_begin();
840
841         /*
842          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
843          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
844          */
845         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
846         nid = mem->nid;
847         put_device(&mem->dev);
848
849         /* associate pfn range with the zone */
850         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
851
852         arg.start_pfn = pfn;
853         arg.nr_pages = nr_pages;
854         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
855
856         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
857         ret = notifier_to_errno(ret);
858         if (ret)
859                 goto failed_addition;
860
861         /*
862          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
863          * This means the page allocator ignores this zone.
864          * So, zonelist must be updated after online.
865          */
866         if (!populated_zone(zone)) {
867                 need_zonelists_rebuild = 1;
868                 setup_zone_pageset(zone);
869         }
870
871         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
872                 online_pages_range);
873         if (ret) {
874                 if (need_zonelists_rebuild)
875                         zone_pcp_reset(zone);
876                 goto failed_addition;
877         }
878
879         zone->present_pages += onlined_pages;
880
881         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
882         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
883         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
884
885         shuffle_zone(zone);
886
887         if (onlined_pages) {
888                 node_states_set_node(nid, &arg);
889                 if (need_zonelists_rebuild)
890                         build_all_zonelists(NULL);
891                 else
892                         zone_pcp_update(zone);
893         }
894
895         init_per_zone_wmark_min();
896
897         if (onlined_pages) {
898                 kswapd_run(nid);
899                 kcompactd_run(nid);
900         }
901
902         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
903
904         writeback_set_ratelimit();
905
906         if (onlined_pages)
907                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
908         mem_hotplug_done();
909         return 0;
910
911 failed_addition:
912         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
913                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
914                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
915         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
916         mem_hotplug_done();
917         return ret;
918 }
919 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
920
921 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
922 {
923         struct zone *z;
924
925         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
926                 z->present_pages = 0;
927
928         pgdat->node_present_pages = 0;
929 }
930
931 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
932 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
933 {
934         struct pglist_data *pgdat;
935         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
936
937         pgdat = NODE_DATA(nid);
938         if (!pgdat) {
939                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
940                 if (!pgdat)
941                         return NULL;
942
943                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
944         } else {
945                 /*
946                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
947                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
948                  * when it starts in the near future.
949                  */
950                 pgdat->nr_zones = 0;
951                 pgdat->kswapd_order = 0;
952                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
953         }
954
955         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
956
957         pgdat->node_id = nid;
958         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
959
960         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
961         free_area_init_core_hotplug(nid);
962         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
963
964         /*
965          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
966          * to access not-initialized zonelist, build here.
967          */
968         build_all_zonelists(pgdat);
969
970         /*
971          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
972          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
973          * online_pages() and offline_pages().
974          */
975         reset_node_managed_pages(pgdat);
976         reset_node_present_pages(pgdat);
977
978         return pgdat;
979 }
980
981 static void rollback_node_hotadd(int nid)
982 {
983         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
984
985         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
986         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
987         arch_free_nodedata(pgdat);
988         return;
989 }
990
991
992 /**
993  * try_online_node - online a node if offlined
994  * @nid: the node ID
995  * @start: start addr of the node
996  * @set_node_online: Whether we want to online the node
997  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
998  *
999  * Returns:
1000  * 1 -> a new node has been allocated
1001  * 0 -> the node is already online
1002  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1003  */
1004 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1005 {
1006         pg_data_t *pgdat;
1007         int ret = 1;
1008
1009         if (node_online(nid))
1010                 return 0;
1011
1012         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1013         if (!pgdat) {
1014                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1015                 ret = -ENOMEM;
1016                 goto out;
1017         }
1018
1019         if (set_node_online) {
1020                 node_set_online(nid);
1021                 ret = register_one_node(nid);
1022                 BUG_ON(ret);
1023         }
1024 out:
1025         return ret;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Users of this function always want to online/register the node
1030  */
1031 int try_online_node(int nid)
1032 {
1033         int ret;
1034
1035         mem_hotplug_begin();
1036         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1037         mem_hotplug_done();
1038         return ret;
1039 }
1040
1041 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1042 {
1043         /* memory range must be block size aligned */
1044         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1045             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1046                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1047                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1048                 return -EINVAL;
1049         }
1050
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1055 {
1056         return device_online(&mem->dev);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1061  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1062  *
1063  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1064  */
1065 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1066 {
1067         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1068         u64 start, size;
1069         bool new_node = false;
1070         int ret;
1071
1072         start = res->start;
1073         size = resource_size(res);
1074
1075         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1076         if (ret)
1077                 return ret;
1078
1079         mem_hotplug_begin();
1080
1081         /*
1082          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1083          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1084          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1085          * be removed at hot-remove time.
1086          */
1087         memblock_add_node(start, size, nid);
1088
1089         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1090         if (ret < 0)
1091                 goto error;
1092         new_node = ret;
1093
1094         /* call arch's memory hotadd */
1095         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1096         if (ret < 0)
1097                 goto error;
1098
1099         /* create memory block devices after memory was added */
1100         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1101         if (ret) {
1102                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1103                 goto error;
1104         }
1105
1106         if (new_node) {
1107                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1108                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1109                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1110                  * We online node here. We can't roll back from here.
1111                  */
1112                 node_set_online(nid);
1113                 ret = __register_one_node(nid);
1114                 BUG_ON(ret);
1115         }
1116
1117         /* link memory sections under this node.*/
1118         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1119         BUG_ON(ret);
1120
1121         /* create new memmap entry */
1122         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1123
1124         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1125         mem_hotplug_done();
1126
1127         /* online pages if requested */
1128         if (memhp_auto_online)
1129                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1130                                   NULL, online_memory_block);
1131
1132         return ret;
1133 error:
1134         /* rollback pgdat allocation and others */
1135         if (new_node)
1136                 rollback_node_hotadd(nid);
1137         memblock_remove(start, size);
1138         mem_hotplug_done();
1139         return ret;
1140 }
1141
1142 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1143 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1144 {
1145         struct resource *res;
1146         int ret;
1147
1148         res = register_memory_resource(start, size);
1149         if (IS_ERR(res))
1150                 return PTR_ERR(res);
1151
1152         ret = add_memory_resource(nid, res);
1153         if (ret < 0)
1154                 release_memory_resource(res);
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1159 {
1160         int rc;
1161
1162         lock_device_hotplug();
1163         rc = __add_memory(nid, start, size);
1164         unlock_device_hotplug();
1165
1166         return rc;
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1169
1170 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1171 /*
1172  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1173  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1174  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1175  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1176  * be located at the start of the pageblock
1177  */
1178 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1179 {
1180         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1181 }
1182
1183 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1184 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1185 {
1186         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1187
1188         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1189         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1190
1191         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1192         if (pageblock_free(page)) {
1193                 int order;
1194                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1195                 order = page_order(page);
1196                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1197                         return pfn + (1 << order);
1198         }
1199
1200         return pfn + pageblock_nr_pages;
1201 }
1202
1203 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1204 {
1205         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1206         struct zone *zone;
1207
1208         /*
1209          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1210          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1211          * the zone but still within the section.
1212          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1213          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1214          */
1215         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1216                 return false;
1217
1218         zone = page_zone(page);
1219         pfn = page_to_pfn(page);
1220         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1221                 return false;
1222
1223         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1224 }
1225
1226 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1227 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1228 {
1229         unsigned long end_pfn, pfn;
1230
1231         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1232                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1233
1234         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1235         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1236                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1237                         return false;
1238                 cond_resched();
1239         }
1240
1241         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1242         return true;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1247  * When true, return its valid [start, end).
1248  */
1249 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1250                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1251 {
1252         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1253         unsigned long start, end;
1254         struct zone *zone = NULL;
1255         struct page *page;
1256         int i;
1257         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1258              pfn < end_pfn;
1259              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1260                 /* Make sure the memory section is present first */
1261                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1262                         continue;
1263                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1264                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1265                         i = 0;
1266                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1267                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1268                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1269                                 i++;
1270                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1271                                 continue;
1272                         /* Check if we got outside of the zone */
1273                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1274                                 return 0;
1275                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1276                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1277                                 return 0;
1278                         if (!zone)
1279                                 start = pfn + i;
1280                         zone = page_zone(page);
1281                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1282                 }
1283         }
1284
1285         if (zone) {
1286                 *valid_start = start;
1287                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1288                 return 1;
1289         } else {
1290                 return 0;
1291         }
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1296  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1297  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1298  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1299  */
1300 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1301 {
1302         unsigned long pfn;
1303
1304         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1305                 struct page *page, *head;
1306                 unsigned long skip;
1307
1308                 if (!pfn_valid(pfn))
1309                         continue;
1310                 page = pfn_to_page(pfn);
1311                 if (PageLRU(page))
1312                         return pfn;
1313                 if (__PageMovable(page))
1314                         return pfn;
1315
1316                 if (!PageHuge(page))
1317                         continue;
1318                 head = compound_head(page);
1319                 if (page_huge_active(head))
1320                         return pfn;
1321                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1322                 pfn += skip - 1;
1323         }
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1328 {
1329         int nid = page_to_nid(page);
1330         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1331
1332         /*
1333          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1334          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1335          * of the only existing node)
1336          */
1337         node_clear(nid, nmask);
1338         if (nodes_empty(nmask))
1339                 node_set(nid, nmask);
1340
1341         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1342 }
1343
1344 static int
1345 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1346 {
1347         unsigned long pfn;
1348         struct page *page;
1349         int ret = 0;
1350         LIST_HEAD(source);
1351
1352         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1353                 if (!pfn_valid(pfn))
1354                         continue;
1355                 page = pfn_to_page(pfn);
1356
1357                 if (PageHuge(page)) {
1358                         struct page *head = compound_head(page);
1359                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1360                         isolate_huge_page(head, &source);
1361                         continue;
1362                 } else if (PageTransHuge(page))
1363                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1364                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1365
1366                 /*
1367                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1368                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1369                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1370                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1371                  * the unmap as the catch all safety net).
1372                  */
1373                 if (PageHWPoison(page)) {
1374                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1375                                 isolate_lru_page(page);
1376                         if (page_mapped(page))
1377                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1378                         continue;
1379                 }
1380
1381                 if (!get_page_unless_zero(page))
1382                         continue;
1383                 /*
1384                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1385                  * LRU and non-lru movable pages.
1386                  */
1387                 if (PageLRU(page))
1388                         ret = isolate_lru_page(page);
1389                 else
1390                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1391                 if (!ret) { /* Success */
1392                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1393                         if (!__PageMovable(page))
1394                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1395                                                     page_is_file_cache(page));
1396
1397                 } else {
1398                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1399                         dump_page(page, "isolation failed");
1400                 }
1401                 put_page(page);
1402         }
1403         if (!list_empty(&source)) {
1404                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1405                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1406                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1407                 if (ret) {
1408                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1409                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1410                                        page_to_pfn(page), ret);
1411                                 dump_page(page, "migration failure");
1412                         }
1413                         putback_movable_pages(&source);
1414                 }
1415         }
1416
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1422  */
1423 static int
1424 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1425                         void *data)
1426 {
1427         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1428
1429         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1435  */
1436 static int
1437 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1438                         void *data)
1439 {
1440         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1441 }
1442
1443 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1444 {
1445 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1446         movable_node_enabled = true;
1447 #else
1448         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1449 #endif
1450         return 0;
1451 }
1452 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1453
1454 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1455 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1456                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1457 {
1458         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1459         unsigned long present_pages = 0;
1460         enum zone_type zt;
1461
1462         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1463         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1464         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1465
1466         /*
1467          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1468          * If the memory to be offline is within the range
1469          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1470          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1471          * thus we can determine that we need to clear the node from
1472          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1473          */
1474         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1475                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1476         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1477                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1478
1479 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1480         /*
1481          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1482          * have normal memory or high memory.
1483          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1484          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1485          * we determine that the zones in that range become empty,
1486          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1487          */
1488         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1489         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1490                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1491 #endif
1492
1493         /*
1494          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1495          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1496          * as well.
1497          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1498          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1499          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1500          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1501          * it for N_MEMORY as well.
1502          */
1503         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1504
1505         if (nr_pages >= present_pages)
1506                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1507 }
1508
1509 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1510 {
1511         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1512                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1513
1514         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1515                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1516
1517         if (arg->status_change_nid >= 0)
1518                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1519 }
1520
1521 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1522                   unsigned long end_pfn)
1523 {
1524         unsigned long pfn, nr_pages;
1525         unsigned long offlined_pages = 0;
1526         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1527         unsigned long flags;
1528         unsigned long valid_start, valid_end;
1529         struct zone *zone;
1530         struct memory_notify arg;
1531         char *reason;
1532
1533         mem_hotplug_begin();
1534
1535         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1536            we assume this for now. .*/
1537         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1538                                   &valid_end)) {
1539                 ret = -EINVAL;
1540                 reason = "multizone range";
1541                 goto failed_removal;
1542         }
1543
1544         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1545         node = zone_to_nid(zone);
1546         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1547
1548         /* set above range as isolated */
1549         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1550                                        MIGRATE_MOVABLE,
1551                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1552         if (ret < 0) {
1553                 reason = "failure to isolate range";
1554                 goto failed_removal;
1555         }
1556         nr_isolate_pageblock = ret;
1557
1558         arg.start_pfn = start_pfn;
1559         arg.nr_pages = nr_pages;
1560         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1561
1562         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1563         ret = notifier_to_errno(ret);
1564         if (ret) {
1565                 reason = "notifier failure";
1566                 goto failed_removal_isolated;
1567         }
1568
1569         do {
1570                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1571                         if (signal_pending(current)) {
1572                                 ret = -EINTR;
1573                                 reason = "signal backoff";
1574                                 goto failed_removal_isolated;
1575                         }
1576
1577                         cond_resched();
1578                         lru_add_drain_all();
1579
1580                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1581                         if (pfn) {
1582                                 /*
1583                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1584                                  * out
1585                                  */
1586                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1587                         }
1588                 }
1589
1590                 /*
1591                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1592                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1593                  * counting consistent.
1594                  */
1595                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1596                 if (ret) {
1597                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1598                         goto failed_removal_isolated;
1599                 }
1600                 /* check again */
1601                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1602                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1603         } while (ret);
1604
1605         /* Ok, all of our target is isolated.
1606            We cannot do rollback at this point. */
1607         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1608                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1609         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1610         /*
1611          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1612          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1613          * pageblocks zone counter here.
1614          */
1615         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1616         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1617         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1618
1619         /* removal success */
1620         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1621         zone->present_pages -= offlined_pages;
1622
1623         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1624         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1625         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1626
1627         init_per_zone_wmark_min();
1628
1629         if (!populated_zone(zone)) {
1630                 zone_pcp_reset(zone);
1631                 build_all_zonelists(NULL);
1632         } else
1633                 zone_pcp_update(zone);
1634
1635         node_states_clear_node(node, &arg);
1636         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1637                 kswapd_stop(node);
1638                 kcompactd_stop(node);
1639         }
1640
1641         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1642         writeback_set_ratelimit();
1643
1644         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1645         mem_hotplug_done();
1646         return 0;
1647
1648 failed_removal_isolated:
1649         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1650         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1651 failed_removal:
1652         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1653                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1654                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1655                  reason);
1656         /* pushback to free area */
1657         mem_hotplug_done();
1658         return ret;
1659 }
1660
1661 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1662 {
1663         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1664 }
1665 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1666
1667 /**
1668  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1669  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1670  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1671  * @arg: argument passed to func
1672  * @func: callback for each memory section walked
1673  *
1674  * This function walks through all present mem sections in range
1675  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1676  *
1677  * Returns the return value of func.
1678  */
1679 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1680                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1681 {
1682         struct memory_block *mem = NULL;
1683         struct mem_section *section;
1684         unsigned long pfn, section_nr;
1685         int ret;
1686
1687         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1688                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1689                 if (!present_section_nr(section_nr))
1690                         continue;
1691
1692                 section = __nr_to_section(section_nr);
1693                 /* same memblock? */
1694                 if (mem)
1695                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1696                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1697                                 continue;
1698
1699                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1700                 if (!mem)
1701                         continue;
1702
1703                 ret = func(mem, arg);
1704                 if (ret) {
1705                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1706                         return ret;
1707                 }
1708         }
1709
1710         if (mem)
1711                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1712
1713         return 0;
1714 }
1715
1716 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1717 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1718 {
1719         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1720
1721         if (unlikely(ret)) {
1722                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1723
1724                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1725                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1726                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1727                         &beginpa, &endpa);
1728
1729                 return -EBUSY;
1730         }
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1735 {
1736         int cpu;
1737
1738         for_each_present_cpu(cpu) {
1739                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1740                         /*
1741                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1742                          * offline this node.
1743                          */
1744                         return -EBUSY;
1745         }
1746
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 /**
1751  * try_offline_node
1752  * @nid: the node ID
1753  *
1754  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1755  *
1756  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1757  * and online/offline operations before this call.
1758  */
1759 void try_offline_node(int nid)
1760 {
1761         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1762         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1763         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1764         unsigned long pfn;
1765
1766         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1767                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1768
1769                 if (!present_section_nr(section_nr))
1770                         continue;
1771
1772                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1773                         continue;
1774
1775                 /*
1776                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1777                  * can't offline node now.
1778                  */
1779                 return;
1780         }
1781
1782         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1783                 return;
1784
1785         /*
1786          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1787          * node now.
1788          */
1789         node_set_offline(nid);
1790         unregister_one_node(nid);
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1793
1794 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1795                                       resource_size_t size)
1796 {
1797         int ret;
1798
1799         /*
1800          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1801          * this function never fails. It might only fail if resources
1802          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1803          * removing of memory cannot fail.
1804          */
1805         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1806         if (ret) {
1807                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1808
1809                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1810                         &start, &endres, ret);
1811         }
1812 }
1813
1814 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1815 {
1816         int rc = 0;
1817
1818         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1819
1820         mem_hotplug_begin();
1821
1822         /*
1823          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1824          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1825          * if this is not the case.
1826          */
1827         rc = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1828                                check_memblock_offlined_cb);
1829         if (rc)
1830                 goto done;
1831
1832         /* remove memmap entry */
1833         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1834         memblock_free(start, size);
1835         memblock_remove(start, size);
1836
1837         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1838         __release_memory_resource(start, size);
1839
1840         try_offline_node(nid);
1841
1842 done:
1843         mem_hotplug_done();
1844         return rc;
1845 }
1846
1847 /**
1848  * remove_memory
1849  * @nid: the node ID
1850  * @start: physical address of the region to remove
1851  * @size: size of the region to remove
1852  *
1853  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1854  * and online/offline operations before this call, as required by
1855  * try_offline_node().
1856  */
1857 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1858 {
1859
1860         /*
1861          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1862          * function
1863          */
1864         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1865                 BUG();
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1870  * some memory is not offline
1871  */
1872 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1873 {
1874         int rc;
1875
1876         lock_device_hotplug();
1877         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1878         unlock_device_hotplug();
1879
1880         return rc;
1881 }
1882 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1883 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */