mm: remove vm_total_pages
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
56
57 void get_online_mems(void)
58 {
59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
60 }
61
62 void put_online_mems(void)
63 {
64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
65 }
66
67 bool movable_node_enabled = false;
68
69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
70 int memhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
71 #else
72 int memhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
73 #endif
74
75 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
76 {
77         const int online_type = memhp_online_type_from_str(str);
78
79         if (online_type >= 0)
80                 memhp_default_online_type = online_type;
81
82         return 1;
83 }
84 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
85
86 void mem_hotplug_begin(void)
87 {
88         cpus_read_lock();
89         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
90 }
91
92 void mem_hotplug_done(void)
93 {
94         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
95         cpus_read_unlock();
96 }
97
98 u64 max_mem_size = U64_MAX;
99
100 /* add this memory to iomem resource */
101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
102                                                  const char *resource_name)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106
107         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
108                 flags |= IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED;
109
110         /*
111          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
112          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
113          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
114          * details.
115          */
116         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
117                 return ERR_PTR(-E2BIG);
118
119         /*
120          * Request ownership of the new memory range.  This might be
121          * a child of an existing resource that was present but
122          * not marked as busy.
123          */
124         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
125                                resource_name, flags);
126
127         if (!res) {
128                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
129                                 start, start + size);
130                 return ERR_PTR(-EEXIST);
131         }
132         return res;
133 }
134
135 static void release_memory_resource(struct resource *res)
136 {
137         if (!res)
138                 return;
139         release_resource(res);
140         kfree(res);
141 }
142
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
144 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
145                       unsigned long type)
146 {
147         page->freelist = (void *)type;
148         SetPagePrivate(page);
149         set_page_private(page, info);
150         page_ref_inc(page);
151 }
152
153 void put_page_bootmem(struct page *page)
154 {
155         unsigned long type;
156
157         type = (unsigned long) page->freelist;
158         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
159                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
160
161         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
162                 page->freelist = NULL;
163                 ClearPagePrivate(page);
164                 set_page_private(page, 0);
165                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
166                 free_reserved_page(page);
167         }
168 }
169
170 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
171 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
172 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
173 {
174         unsigned long mapsize, section_nr, i;
175         struct mem_section *ms;
176         struct page *page, *memmap;
177         struct mem_section_usage *usage;
178
179         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
180         ms = __nr_to_section(section_nr);
181
182         /* Get section's memmap address */
183         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
184
185         /*
186          * Get page for the memmap's phys address
187          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
188          */
189         page = virt_to_page(memmap);
190         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
191         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
192
193         /* remember memmap's page */
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
196
197         usage = ms->usage;
198         page = virt_to_page(usage);
199
200         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
201
202         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
203                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
204
205 }
206 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
207 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
208 {
209         unsigned long mapsize, section_nr, i;
210         struct mem_section *ms;
211         struct page *page, *memmap;
212         struct mem_section_usage *usage;
213
214         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
215         ms = __nr_to_section(section_nr);
216
217         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
218
219         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
220
221         usage = ms->usage;
222         page = virt_to_page(usage);
223
224         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
225
226         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
227                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
228 }
229 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
230
231 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
234         int node = pgdat->node_id;
235         struct page *page;
236
237         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
238         page = virt_to_page(pgdat);
239
240         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
241                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
242
243         pfn = pgdat->node_start_pfn;
244         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
245
246         /* register section info */
247         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
248                 /*
249                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
250                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
251                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
252                  * reside in some other nodes.
253                  */
254                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
255                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
256         }
257 }
258 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
259
260 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
261                 const char *reason)
262 {
263         /*
264          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
265          * allow operations smaller than a section for
266          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
267          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
268          * memory that will be marked online, so this check should only
269          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
270          * add_memory_resource().
271          */
272         unsigned long min_align;
273
274         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
275                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
276         else
277                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
278         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
279                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
280                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
281                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
282                 return -EINVAL;
283         }
284         return 0;
285 }
286
287 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
288                                             unsigned long nr_pages)
289 {
290         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
291
292         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
293                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
294                 WARN(1,
295                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
296                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
297                 return -E2BIG;
298         }
299
300         return 0;
301 }
302
303 /*
304  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
305  * expected that archs that support memory hotplug will
306  * call this function after deciding the zone to which to
307  * add the new pages.
308  */
309 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
310                 struct mhp_params *params)
311 {
312         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
313         unsigned long cur_nr_pages;
314         int err;
315         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
316
317         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
318                 return -EINVAL;
319
320         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
321         if (err)
322                 return err;
323
324         if (altmap) {
325                 /*
326                  * Validate altmap is within bounds of the total request
327                  */
328                 if (altmap->base_pfn != pfn
329                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
330                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
331                         return -EINVAL;
332                 }
333                 altmap->alloc = 0;
334         }
335
336         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
337         if (err)
338                 return err;
339
340         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
341                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
342                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
343                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
344                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
345                 if (err)
346                         break;
347                 cond_resched();
348         }
349         vmemmap_populate_print_last();
350         return err;
351 }
352
353 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
354 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
355                                      unsigned long start_pfn,
356                                      unsigned long end_pfn)
357 {
358         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
359                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
360                         continue;
361
362                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
363                         continue;
364
365                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
366                         continue;
367
368                 return start_pfn;
369         }
370
371         return 0;
372 }
373
374 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
375 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
376                                     unsigned long start_pfn,
377                                     unsigned long end_pfn)
378 {
379         unsigned long pfn;
380
381         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
382         pfn = end_pfn - 1;
383         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
384                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
385                         continue;
386
387                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
388                         continue;
389
390                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
391                         continue;
392
393                 return pfn;
394         }
395
396         return 0;
397 }
398
399 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
400                              unsigned long end_pfn)
401 {
402         unsigned long pfn;
403         int nid = zone_to_nid(zone);
404
405         zone_span_writelock(zone);
406         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
407                 /*
408                  * If the section is smallest section in the zone, it need
409                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
410                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
411                  * for shrinking zone.
412                  */
413                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
414                                                 zone_end_pfn(zone));
415                 if (pfn) {
416                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
417                         zone->zone_start_pfn = pfn;
418                 } else {
419                         zone->zone_start_pfn = 0;
420                         zone->spanned_pages = 0;
421                 }
422         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
423                 /*
424                  * If the section is biggest section in the zone, it need
425                  * shrink zone->spanned_pages.
426                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
427                  * shrinking zone.
428                  */
429                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
430                                                start_pfn);
431                 if (pfn)
432                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
433                 else {
434                         zone->zone_start_pfn = 0;
435                         zone->spanned_pages = 0;
436                 }
437         }
438         zone_span_writeunlock(zone);
439 }
440
441 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
442 {
443         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
444         struct zone *zone;
445
446         for (zone = pgdat->node_zones;
447              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
448                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
449                                              zone->spanned_pages;
450
451                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
452                 if (!zone->spanned_pages)
453                         continue;
454                 if (!node_end_pfn) {
455                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
456                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
457                         continue;
458                 }
459
460                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
461                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
462                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
463                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
464         }
465
466         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
467         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
468 }
469
470 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
471                                       unsigned long start_pfn,
472                                       unsigned long nr_pages)
473 {
474         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
475         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
476         unsigned long pfn, cur_nr_pages, flags;
477
478         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
479         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
480                 cond_resched();
481
482                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
483                 cur_nr_pages =
484                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
485                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
486                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
487         }
488
489 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
490         /*
491          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
492          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
493          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
494          */
495         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
496                 return;
497 #endif
498
499         clear_zone_contiguous(zone);
500
501         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
502         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
503         update_pgdat_span(pgdat);
504         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
505
506         set_zone_contiguous(zone);
507 }
508
509 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
510                              unsigned long map_offset,
511                              struct vmem_altmap *altmap)
512 {
513         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
514
515         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
516                 return;
517
518         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
519 }
520
521 /**
522  * __remove_pages() - remove sections of pages
523  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
524  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
525  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
526  *
527  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
528  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
529  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
530  * calling offline_pages().
531  */
532 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
533                     struct vmem_altmap *altmap)
534 {
535         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
536         unsigned long cur_nr_pages;
537         unsigned long map_offset = 0;
538
539         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
540
541         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
542                 return;
543
544         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
545                 cond_resched();
546                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
547                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
548                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
549                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
550                 map_offset = 0;
551         }
552 }
553
554 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
555 {
556         int rc = -EINVAL;
557
558         get_online_mems();
559         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
560
561         if (online_page_callback == generic_online_page) {
562                 online_page_callback = callback;
563                 rc = 0;
564         }
565
566         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
567         put_online_mems();
568
569         return rc;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
572
573 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
574 {
575         int rc = -EINVAL;
576
577         get_online_mems();
578         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
579
580         if (online_page_callback == callback) {
581                 online_page_callback = generic_online_page;
582                 rc = 0;
583         }
584
585         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
586         put_online_mems();
587
588         return rc;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
591
592 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
593 {
594         /*
595          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
596          * so we should map it first. This is better than introducing a special
597          * case in page freeing fast path.
598          */
599         if (debug_pagealloc_enabled_static())
600                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
601         __free_pages_core(page, order);
602         totalram_pages_add(1UL << order);
603 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
604         if (PageHighMem(page))
605                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
606 #endif
607 }
608 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
609
610 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
611                         void *arg)
612 {
613         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
614         unsigned long pfn;
615         int order;
616
617         /*
618          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
619          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
620          * them as being online/belonging to this zone ("present").
621          */
622         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
623                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
624                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
625                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
626                         order = 0;
627                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
628         }
629
630         /* mark all involved sections as online */
631         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
632
633         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
634         return 0;
635 }
636
637 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
638 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
639         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
640 {
641         int nid = zone_to_nid(zone);
642
643         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
644         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
645         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
646
647         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
648                 arg->status_change_nid = nid;
649         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
650                 arg->status_change_nid_normal = nid;
651 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
652         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
653                 arg->status_change_nid_high = nid;
654 #endif
655 }
656
657 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
658 {
659         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
660                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
661
662         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
663                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
664
665         if (arg->status_change_nid >= 0)
666                 node_set_state(node, N_MEMORY);
667 }
668
669 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
670                 unsigned long nr_pages)
671 {
672         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
673
674         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
675                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
676
677         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
678 }
679
680 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
681                                      unsigned long nr_pages)
682 {
683         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
684
685         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
686                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
687
688         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
689
690 }
691 /*
692  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
693  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
694  * call, all affected pages are PG_reserved.
695  */
696 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
697                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
698 {
699         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
700         int nid = pgdat->node_id;
701         unsigned long flags;
702
703         clear_zone_contiguous(zone);
704
705         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
706         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
707         zone_span_writelock(zone);
708         if (zone_is_empty(zone))
709                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
710         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
711         zone_span_writeunlock(zone);
712         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
713         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
714
715         /*
716          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
717          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
718          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
719          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
720          */
721         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
722                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
723
724         set_zone_contiguous(zone);
725 }
726
727 /*
728  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
729  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
730  * to the ZONE_NORMAL.
731  */
732 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
733                 unsigned long nr_pages)
734 {
735         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
736         int zid;
737
738         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
739                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
740
741                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
742                         return zone;
743         }
744
745         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
746 }
747
748 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
749                 unsigned long nr_pages)
750 {
751         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
752                         nr_pages);
753         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
754         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
755         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
756
757         /*
758          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
759          * overlap in the given range
760          */
761         if (in_kernel ^ in_movable)
762                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
763
764         /*
765          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
766          * given range then we use movable zone only if movable_node is
767          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
768          */
769         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
770 }
771
772 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
773                 unsigned long nr_pages)
774 {
775         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
776                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
777
778         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
779                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
780
781         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
782 }
783
784 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
785                        int online_type, int nid)
786 {
787         unsigned long flags;
788         unsigned long onlined_pages = 0;
789         struct zone *zone;
790         int need_zonelists_rebuild = 0;
791         int ret;
792         struct memory_notify arg;
793
794         mem_hotplug_begin();
795
796         /* associate pfn range with the zone */
797         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
798         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
799
800         arg.start_pfn = pfn;
801         arg.nr_pages = nr_pages;
802         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
803
804         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
805         ret = notifier_to_errno(ret);
806         if (ret)
807                 goto failed_addition;
808
809         /*
810          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
811          * This means the page allocator ignores this zone.
812          * So, zonelist must be updated after online.
813          */
814         if (!populated_zone(zone)) {
815                 need_zonelists_rebuild = 1;
816                 setup_zone_pageset(zone);
817         }
818
819         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
820                 online_pages_range);
821         if (ret) {
822                 /* not a single memory resource was applicable */
823                 if (need_zonelists_rebuild)
824                         zone_pcp_reset(zone);
825                 goto failed_addition;
826         }
827
828         zone->present_pages += onlined_pages;
829
830         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
831         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
832         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
833
834         shuffle_zone(zone);
835
836         node_states_set_node(nid, &arg);
837         if (need_zonelists_rebuild)
838                 build_all_zonelists(NULL);
839         else
840                 zone_pcp_update(zone);
841
842         init_per_zone_wmark_min();
843
844         kswapd_run(nid);
845         kcompactd_run(nid);
846
847         writeback_set_ratelimit();
848
849         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
850         mem_hotplug_done();
851         return 0;
852
853 failed_addition:
854         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
855                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
856                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
857         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
858         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
859         mem_hotplug_done();
860         return ret;
861 }
862 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
863
864 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
865 {
866         struct zone *z;
867
868         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
869                 z->present_pages = 0;
870
871         pgdat->node_present_pages = 0;
872 }
873
874 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
875 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
876 {
877         struct pglist_data *pgdat;
878
879         pgdat = NODE_DATA(nid);
880         if (!pgdat) {
881                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
882                 if (!pgdat)
883                         return NULL;
884
885                 pgdat->per_cpu_nodestats =
886                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
887                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
888         } else {
889                 int cpu;
890                 /*
891                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
892                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
893                  * when it starts in the near future.
894                  */
895                 pgdat->nr_zones = 0;
896                 pgdat->kswapd_order = 0;
897                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
898                 for_each_online_cpu(cpu) {
899                         struct per_cpu_nodestat *p;
900
901                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
902                         memset(p, 0, sizeof(*p));
903                 }
904         }
905
906         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
907         pgdat->node_id = nid;
908         pgdat->node_start_pfn = 0;
909
910         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
911         free_area_init_core_hotplug(nid);
912
913         /*
914          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
915          * to access not-initialized zonelist, build here.
916          */
917         build_all_zonelists(pgdat);
918
919         /*
920          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
921          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
922          * online_pages() and offline_pages().
923          */
924         reset_node_managed_pages(pgdat);
925         reset_node_present_pages(pgdat);
926
927         return pgdat;
928 }
929
930 static void rollback_node_hotadd(int nid)
931 {
932         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
933
934         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
935         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
936         arch_free_nodedata(pgdat);
937 }
938
939
940 /**
941  * try_online_node - online a node if offlined
942  * @nid: the node ID
943  * @set_node_online: Whether we want to online the node
944  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
945  *
946  * Returns:
947  * 1 -> a new node has been allocated
948  * 0 -> the node is already online
949  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
950  */
951 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
952 {
953         pg_data_t *pgdat;
954         int ret = 1;
955
956         if (node_online(nid))
957                 return 0;
958
959         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
960         if (!pgdat) {
961                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
962                 ret = -ENOMEM;
963                 goto out;
964         }
965
966         if (set_node_online) {
967                 node_set_online(nid);
968                 ret = register_one_node(nid);
969                 BUG_ON(ret);
970         }
971 out:
972         return ret;
973 }
974
975 /*
976  * Users of this function always want to online/register the node
977  */
978 int try_online_node(int nid)
979 {
980         int ret;
981
982         mem_hotplug_begin();
983         ret =  __try_online_node(nid, true);
984         mem_hotplug_done();
985         return ret;
986 }
987
988 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
989 {
990         /* memory range must be block size aligned */
991         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
992             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
993                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
994                        memory_block_size_bytes(), start, size);
995                 return -EINVAL;
996         }
997
998         return 0;
999 }
1000
1001 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1002 {
1003         mem->online_type = memhp_default_online_type;
1004         return device_online(&mem->dev);
1005 }
1006
1007 /*
1008  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1009  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1010  *
1011  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1012  */
1013 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1014 {
1015         struct mhp_params params = { .pgprot = PAGE_KERNEL };
1016         u64 start, size;
1017         bool new_node = false;
1018         int ret;
1019
1020         start = res->start;
1021         size = resource_size(res);
1022
1023         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1024         if (ret)
1025                 return ret;
1026
1027         if (!node_possible(nid)) {
1028                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1029                 return -EINVAL;
1030         }
1031
1032         mem_hotplug_begin();
1033
1034         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1035                 memblock_add_node(start, size, nid);
1036
1037         ret = __try_online_node(nid, false);
1038         if (ret < 0)
1039                 goto error;
1040         new_node = ret;
1041
1042         /* call arch's memory hotadd */
1043         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1044         if (ret < 0)
1045                 goto error;
1046
1047         /* create memory block devices after memory was added */
1048         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1049         if (ret) {
1050                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1051                 goto error;
1052         }
1053
1054         if (new_node) {
1055                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1056                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1057                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1058                  * We online node here. We can't roll back from here.
1059                  */
1060                 node_set_online(nid);
1061                 ret = __register_one_node(nid);
1062                 BUG_ON(ret);
1063         }
1064
1065         /* link memory sections under this node.*/
1066         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1067         BUG_ON(ret);
1068
1069         /* create new memmap entry */
1070         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1071                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1072
1073         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1074         mem_hotplug_done();
1075
1076         /* online pages if requested */
1077         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1078                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1079
1080         return ret;
1081 error:
1082         /* rollback pgdat allocation and others */
1083         if (new_node)
1084                 rollback_node_hotadd(nid);
1085         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1086                 memblock_remove(start, size);
1087         mem_hotplug_done();
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1092 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1093 {
1094         struct resource *res;
1095         int ret;
1096
1097         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1098         if (IS_ERR(res))
1099                 return PTR_ERR(res);
1100
1101         ret = add_memory_resource(nid, res);
1102         if (ret < 0)
1103                 release_memory_resource(res);
1104         return ret;
1105 }
1106
1107 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1108 {
1109         int rc;
1110
1111         lock_device_hotplug();
1112         rc = __add_memory(nid, start, size);
1113         unlock_device_hotplug();
1114
1115         return rc;
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1118
1119 /*
1120  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1121  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1122  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1123  * after a reboot, and after kexec.
1124  *
1125  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1126  * kexec kernel or for placing kexec images:
1127  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1128  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1129  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1130  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1131  *
1132  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1133  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1134  * with IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1135  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1136  *
1137  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1138  * "System RAM ($DRIVER)".
1139  */
1140 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1141                               const char *resource_name)
1142 {
1143         struct resource *res;
1144         int rc;
1145
1146         if (!resource_name ||
1147             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1148             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1149                 return -EINVAL;
1150
1151         lock_device_hotplug();
1152
1153         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1154         if (IS_ERR(res)) {
1155                 rc = PTR_ERR(res);
1156                 goto out_unlock;
1157         }
1158
1159         rc = add_memory_resource(nid, res);
1160         if (rc < 0)
1161                 release_memory_resource(res);
1162
1163 out_unlock:
1164         unlock_device_hotplug();
1165         return rc;
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1168
1169 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1170 /*
1171  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1172  * memory holes). When true, return the zone.
1173  */
1174 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1175                                   unsigned long end_pfn)
1176 {
1177         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1178         struct zone *zone = NULL;
1179         struct page *page;
1180         int i;
1181         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1182              pfn < end_pfn;
1183              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1184                 /* Make sure the memory section is present first */
1185                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1186                         continue;
1187                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1188                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1189                         i = 0;
1190                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1191                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1192                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1193                                 i++;
1194                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1195                                 continue;
1196                         /* Check if we got outside of the zone */
1197                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1198                                 return NULL;
1199                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1200                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1201                                 return NULL;
1202                         zone = page_zone(page);
1203                 }
1204         }
1205
1206         return zone;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1211  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1212  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1213  * definitely unmovable pages.
1214  *
1215  * Returns:
1216  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1217  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1218  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1219  */
1220 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1221                               unsigned long *movable_pfn)
1222 {
1223         unsigned long pfn;
1224
1225         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1226                 struct page *page, *head;
1227                 unsigned long skip;
1228
1229                 if (!pfn_valid(pfn))
1230                         continue;
1231                 page = pfn_to_page(pfn);
1232                 if (PageLRU(page))
1233                         goto found;
1234                 if (__PageMovable(page))
1235                         goto found;
1236
1237                 /*
1238                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1239                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1240                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1241                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1242                  */
1243                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1244                         return -EBUSY;
1245
1246                 if (!PageHuge(page))
1247                         continue;
1248                 head = compound_head(page);
1249                 if (page_huge_active(head))
1250                         goto found;
1251                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1252                 pfn += skip - 1;
1253         }
1254         return -ENOENT;
1255 found:
1256         *movable_pfn = pfn;
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1261 {
1262         int nid = page_to_nid(page);
1263         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1264
1265         /*
1266          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1267          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1268          * of the only existing node)
1269          */
1270         node_clear(nid, nmask);
1271         if (nodes_empty(nmask))
1272                 node_set(nid, nmask);
1273
1274         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1275 }
1276
1277 static int
1278 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1279 {
1280         unsigned long pfn;
1281         struct page *page;
1282         int ret = 0;
1283         LIST_HEAD(source);
1284
1285         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1286                 if (!pfn_valid(pfn))
1287                         continue;
1288                 page = pfn_to_page(pfn);
1289
1290                 if (PageHuge(page)) {
1291                         struct page *head = compound_head(page);
1292                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1293                         isolate_huge_page(head, &source);
1294                         continue;
1295                 } else if (PageTransHuge(page))
1296                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1297                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1298
1299                 /*
1300                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1301                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1302                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1303                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1304                  * the unmap as the catch all safety net).
1305                  */
1306                 if (PageHWPoison(page)) {
1307                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1308                                 isolate_lru_page(page);
1309                         if (page_mapped(page))
1310                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1311                         continue;
1312                 }
1313
1314                 if (!get_page_unless_zero(page))
1315                         continue;
1316                 /*
1317                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1318                  * LRU and non-lru movable pages.
1319                  */
1320                 if (PageLRU(page))
1321                         ret = isolate_lru_page(page);
1322                 else
1323                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1324                 if (!ret) { /* Success */
1325                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1326                         if (!__PageMovable(page))
1327                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1328                                                     page_is_file_lru(page));
1329
1330                 } else {
1331                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1332                         dump_page(page, "isolation failed");
1333                 }
1334                 put_page(page);
1335         }
1336         if (!list_empty(&source)) {
1337                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1338                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1339                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1340                 if (ret) {
1341                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1342                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1343                                        page_to_pfn(page), ret);
1344                                 dump_page(page, "migration failure");
1345                         }
1346                         putback_movable_pages(&source);
1347                 }
1348         }
1349
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1354 static int
1355 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1356                         void *data)
1357 {
1358         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1359
1360         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1361         return 0;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Check all pages in range, recorded as memory resource, are isolated.
1366  */
1367 static int
1368 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1369                         void *data)
1370 {
1371         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1372                                    MEMORY_OFFLINE);
1373 }
1374
1375 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1376 {
1377         movable_node_enabled = true;
1378         return 0;
1379 }
1380 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1381
1382 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1383 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1384                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1385 {
1386         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1387         unsigned long present_pages = 0;
1388         enum zone_type zt;
1389
1390         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1391         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1392         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1393
1394         /*
1395          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1396          * If the memory to be offline is within the range
1397          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1398          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1399          * thus we can determine that we need to clear the node from
1400          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1401          */
1402         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1403                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1404         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1405                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1406
1407 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1408         /*
1409          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1410          * have normal memory or high memory.
1411          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1412          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1413          * we determine that the zones in that range become empty,
1414          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1415          */
1416         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1417         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1418                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1419 #endif
1420
1421         /*
1422          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1423          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1424          * as well.
1425          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1426          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1427          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1428          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1429          * it for N_MEMORY as well.
1430          */
1431         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1432
1433         if (nr_pages >= present_pages)
1434                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1435 }
1436
1437 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1438 {
1439         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1440                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1441
1442         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1443                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1444
1445         if (arg->status_change_nid >= 0)
1446                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1447 }
1448
1449 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1450                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1451 {
1452         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1453
1454         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1459                   unsigned long end_pfn)
1460 {
1461         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1462         unsigned long offlined_pages = 0;
1463         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1464         unsigned long flags;
1465         struct zone *zone;
1466         struct memory_notify arg;
1467         char *reason;
1468
1469         mem_hotplug_begin();
1470
1471         /*
1472          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1473          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1474          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1475          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1476          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1477          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1478          */
1479         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1480                               count_system_ram_pages_cb);
1481         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1482                 ret = -EINVAL;
1483                 reason = "memory holes";
1484                 goto failed_removal;
1485         }
1486
1487         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1488            we assume this for now. .*/
1489         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1490         if (!zone) {
1491                 ret = -EINVAL;
1492                 reason = "multizone range";
1493                 goto failed_removal;
1494         }
1495         node = zone_to_nid(zone);
1496
1497         /* set above range as isolated */
1498         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1499                                        MIGRATE_MOVABLE,
1500                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1501         if (ret < 0) {
1502                 reason = "failure to isolate range";
1503                 goto failed_removal;
1504         }
1505         nr_isolate_pageblock = ret;
1506
1507         arg.start_pfn = start_pfn;
1508         arg.nr_pages = nr_pages;
1509         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1510
1511         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1512         ret = notifier_to_errno(ret);
1513         if (ret) {
1514                 reason = "notifier failure";
1515                 goto failed_removal_isolated;
1516         }
1517
1518         do {
1519                 pfn = start_pfn;
1520                 do {
1521                         if (signal_pending(current)) {
1522                                 ret = -EINTR;
1523                                 reason = "signal backoff";
1524                                 goto failed_removal_isolated;
1525                         }
1526
1527                         cond_resched();
1528                         lru_add_drain_all();
1529
1530                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1531                         if (!ret) {
1532                                 /*
1533                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1534                                  * out
1535                                  */
1536                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1537                         }
1538                 } while (!ret);
1539
1540                 if (ret != -ENOENT) {
1541                         reason = "unmovable page";
1542                         goto failed_removal_isolated;
1543                 }
1544
1545                 /*
1546                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1547                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1548                  * counting consistent.
1549                  */
1550                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1551                 if (ret) {
1552                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1553                         goto failed_removal_isolated;
1554                 }
1555                 /* check again */
1556                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1557                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1558         } while (ret);
1559
1560         /* Ok, all of our target is isolated.
1561            We cannot do rollback at this point. */
1562         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1563                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1564         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1565         /*
1566          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1567          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1568          * pageblocks zone counter here.
1569          */
1570         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1571         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1572         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1573
1574         /* removal success */
1575         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1576         zone->present_pages -= offlined_pages;
1577
1578         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1579         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1580         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1581
1582         init_per_zone_wmark_min();
1583
1584         if (!populated_zone(zone)) {
1585                 zone_pcp_reset(zone);
1586                 build_all_zonelists(NULL);
1587         } else
1588                 zone_pcp_update(zone);
1589
1590         node_states_clear_node(node, &arg);
1591         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1592                 kswapd_stop(node);
1593                 kcompactd_stop(node);
1594         }
1595
1596         writeback_set_ratelimit();
1597
1598         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1599         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1600         mem_hotplug_done();
1601         return 0;
1602
1603 failed_removal_isolated:
1604         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1605         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1606 failed_removal:
1607         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1608                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1609                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1610                  reason);
1611         /* pushback to free area */
1612         mem_hotplug_done();
1613         return ret;
1614 }
1615
1616 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1617 {
1618         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1619 }
1620
1621 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1622 {
1623         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1624
1625         if (unlikely(ret)) {
1626                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1627
1628                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1629                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1630                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1631                         &beginpa, &endpa);
1632
1633                 return -EBUSY;
1634         }
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1639 {
1640         int cpu;
1641
1642         for_each_present_cpu(cpu) {
1643                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1644                         /*
1645                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1646                          * offline this node.
1647                          */
1648                         return -EBUSY;
1649         }
1650
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1655 {
1656         int nid = *(int *)arg;
1657
1658         /*
1659          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1660          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1661          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1662          */
1663         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1664 }
1665
1666 /**
1667  * try_offline_node
1668  * @nid: the node ID
1669  *
1670  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1671  *
1672  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1673  * and online/offline operations before this call.
1674  */
1675 void try_offline_node(int nid)
1676 {
1677         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1678         int rc;
1679
1680         /*
1681          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1682          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1683          * e.g., after the memory block was onlined.
1684          */
1685         if (pgdat->node_spanned_pages)
1686                 return;
1687
1688         /*
1689          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1690          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1691          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1692          */
1693         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1694         if (rc)
1695                 return;
1696
1697         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1698                 return;
1699
1700         /*
1701          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1702          * node now.
1703          */
1704         node_set_offline(nid);
1705         unregister_one_node(nid);
1706 }
1707 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1708
1709 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1710                                       resource_size_t size)
1711 {
1712         int ret;
1713
1714         /*
1715          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1716          * this function never fails. It might only fail if resources
1717          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1718          * removing of memory cannot fail.
1719          */
1720         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1721         if (ret) {
1722                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1723
1724                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1725                         &start, &endres, ret);
1726         }
1727 }
1728
1729 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1730 {
1731         int rc = 0;
1732
1733         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1734
1735         /*
1736          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1737          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1738          * if this is not the case.
1739          */
1740         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1741         if (rc)
1742                 goto done;
1743
1744         /* remove memmap entry */
1745         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1746
1747         /*
1748          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1749          * a barrier against racing online attempts.
1750          */
1751         remove_memory_block_devices(start, size);
1752
1753         mem_hotplug_begin();
1754
1755         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1756
1757         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1758                 memblock_free(start, size);
1759                 memblock_remove(start, size);
1760         }
1761
1762         __release_memory_resource(start, size);
1763
1764         try_offline_node(nid);
1765
1766 done:
1767         mem_hotplug_done();
1768         return rc;
1769 }
1770
1771 /**
1772  * remove_memory
1773  * @nid: the node ID
1774  * @start: physical address of the region to remove
1775  * @size: size of the region to remove
1776  *
1777  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1778  * and online/offline operations before this call, as required by
1779  * try_offline_node().
1780  */
1781 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1782 {
1783
1784         /*
1785          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1786          * function
1787          */
1788         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1789                 BUG();
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1794  * some memory is not offline
1795  */
1796 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1797 {
1798         int rc;
1799
1800         lock_device_hotplug();
1801         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1802         unlock_device_hotplug();
1803
1804         return rc;
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1807
1808 /*
1809  * Try to offline and remove a memory block. Might take a long time to
1810  * finish in case memory is still in use. Primarily useful for memory devices
1811  * that logically unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to
1812  * offline + remove the memory block.
1813  */
1814 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1815 {
1816         struct memory_block *mem;
1817         int rc = -EINVAL;
1818
1819         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1820             size != memory_block_size_bytes())
1821                 return rc;
1822
1823         lock_device_hotplug();
1824         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(PFN_DOWN(start)));
1825         if (mem)
1826                 rc = device_offline(&mem->dev);
1827         /* Ignore if the device is already offline. */
1828         if (rc > 0)
1829                 rc = 0;
1830
1831         /*
1832          * In case we succeeded to offline the memory block, remove it.
1833          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1834          */
1835         if (!rc) {
1836                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1837                 WARN_ON_ONCE(rc);
1838         }
1839         unlock_device_hotplug();
1840
1841         return rc;
1842 }
1843 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1844 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */