mm/memory_hotplug.c

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