mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
  53
  54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  56
  57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  58
  59 void get_online_mems(void)
  60 {
  61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  62 }
  63
  64 void put_online_mems(void)
  65 {
  66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  67 }
  68
  69 bool movable_node_enabled = false;
  70
  71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  72 bool memhp_auto_online;
  73 #else
  74 bool memhp_auto_online = true;
  75 #endif
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  77
  78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  79 {
  80         if (!strcmp(str, "online"))
  81                 memhp_auto_online = true;
  82         else if (!strcmp(str, "offline"))
  83                 memhp_auto_online = false;
  84
  85         return 1;
  86 }
  87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  88
  89 void mem_hotplug_begin(void)
  90 {
  91         cpus_read_lock();
  92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  93 }
  94
  95 void mem_hotplug_done(void)
  96 {
  97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  98         cpus_read_unlock();
  99 }
 100
 101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 102
 103 /* add this memory to iomem resource */
 104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 105 {
 106         struct resource *res;
 107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 108         char *resource_name = "System RAM";
 109
 110         if (start + size > max_mem_size)
 111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 112
 113         /*
 114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 115          * a child of an existing resource that was present but
 116          * not marked as busy.
 117          */
 118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 119                                resource_name, flags);
 120
 121         if (!res) {
 122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 123                                 start, start + size);
 124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 125         }
 126         return res;
 127 }
 128
 129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 130 {
 131         if (!res)
 132                 return;
 133         release_resource(res);
 134         kfree(res);
 135         return;
 136 }
 137
 138 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 139 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 140                       unsigned long type)
 141 {
 142         page->freelist = (void *)type;
 143         SetPagePrivate(page);
 144         set_page_private(page, info);
 145         page_ref_inc(page);
 146 }
 147
 148 void put_page_bootmem(struct page *page)
 149 {
 150         unsigned long type;
 151
 152         type = (unsigned long) page->freelist;
 153         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 154                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 155
 156         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 157                 page->freelist = NULL;
 158                 ClearPagePrivate(page);
 159                 set_page_private(page, 0);
 160                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 161                 free_reserved_page(page);
 162         }
 163 }
 164
 165 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 166 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 167 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 168 {
 169         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 170         struct mem_section *ms;
 171         struct page *page, *memmap;
 172
 173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 174         ms = __nr_to_section(section_nr);
 175
 176         /* Get section's memmap address */
 177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 178
 179         /*
 180          * Get page for the memmap's phys address
 181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 182          */
 183         page = virt_to_page(memmap);
 184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 186
 187         /* remember memmap's page */
 188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 190
 191         usemap = ms->pageblock_flags;
 192         page = virt_to_page(usemap);
 193
 194         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 195
 196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 198
 199 }
 200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 202 {
 203         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 204         struct mem_section *ms;
 205         struct page *page, *memmap;
 206
 207         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 208         ms = __nr_to_section(section_nr);
 209
 210         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 211
 212         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 213
 214         usemap = ms->pageblock_flags;
 215         page = virt_to_page(usemap);
 216
 217         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 218
 219         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 220                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 221 }
 222 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 223
 224 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 225 {
 226         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 227         int node = pgdat->node_id;
 228         struct page *page;
 229
 230         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 231         page = virt_to_page(pgdat);
 232
 233         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 234                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 235
 236         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 237         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 238
 239         /* register section info */
 240         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 241                 /*
 242                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 243                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 244                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 245                  * reside in some other nodes.
 246                  */
 247                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 248                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 249         }
 250 }
 251 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 252
 253 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 254                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 255 {
 256         int ret;
 257
 258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 259                 return -EEXIST;
 260
 261         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
 262         if (ret < 0)
 263                 return ret;
 264
 265         if (!want_memblock)
 266                 return 0;
 267
 268         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 273  * expected that archs that support memory hotplug will
 274  * call this function after deciding the zone to which to
 275  * add the new pages.
 276  */
 277 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 278                 unsigned long nr_pages, struct mhp_restrictions *restrictions)
 279 {
 280         unsigned long i;
 281         int err = 0;
 282         int start_sec, end_sec;
 283         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 284
 285         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 286         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 287         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 288
 289         if (altmap) {
 290                 /*
 291                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 292                  */
 293                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 294                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 295                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 296                         err = -EINVAL;
 297                         goto out;
 298                 }
 299                 altmap->alloc = 0;
 300         }
 301
 302         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 303                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 304                                 restrictions->flags & MHP_MEMBLOCK_API);
 305
 306                 /*
 307                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 308                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 309                  * Warning will be printed if there is collision.
 310                  */
 311                 if (err && (err != -EEXIST))
 312                         break;
 313                 err = 0;
 314                 cond_resched();
 315         }
 316         vmemmap_populate_print_last();
 317 out:
 318         return err;
 319 }
 320
 321 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 322 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 323 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 324                                      unsigned long start_pfn,
 325                                      unsigned long end_pfn)
 326 {
 327         struct mem_section *ms;
 328
 329         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 330                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 331
 332                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 333                         continue;
 334
 335                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 336                         continue;
 337
 338                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 339                         continue;
 340
 341                 return start_pfn;
 342         }
 343
 344         return 0;
 345 }
 346
 347 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 348 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 349                                     unsigned long start_pfn,
 350                                     unsigned long end_pfn)
 351 {
 352         struct mem_section *ms;
 353         unsigned long pfn;
 354
 355         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 356         pfn = end_pfn - 1;
 357         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 358                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 359
 360                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 361                         continue;
 362
 363                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 364                         continue;
 365
 366                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 367                         continue;
 368
 369                 return pfn;
 370         }
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 376                              unsigned long end_pfn)
 377 {
 378         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 379         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 380         unsigned long zone_end_pfn = z;
 381         unsigned long pfn;
 382         struct mem_section *ms;
 383         int nid = zone_to_nid(zone);
 384
 385         zone_span_writelock(zone);
 386         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 387                 /*
 388                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 389                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 390                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 391                  * for shrinking zone.
 392                  */
 393                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 394                                                 zone_end_pfn);
 395                 if (pfn) {
 396                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 397                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 398                 }
 399         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 400                 /*
 401                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 402                  * shrink zone->spanned_pages.
 403                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 404                  * shrinking zone.
 405                  */
 406                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 407                                                start_pfn);
 408                 if (pfn)
 409                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 410         }
 411
 412         /*
 413          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 414          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 415          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 416          * it check the zone has only hole or not.
 417          */
 418         pfn = zone_start_pfn;
 419         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 420                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 421
 422                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 423                         continue;
 424
 425                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 426                         continue;
 427
 428                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 429                 if (start_pfn == pfn)
 430                         continue;
 431
 432                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 433                 zone_span_writeunlock(zone);
 434                 return;
 435         }
 436
 437         /* The zone has no valid section */
 438         zone->zone_start_pfn = 0;
 439         zone->spanned_pages = 0;
 440         zone_span_writeunlock(zone);
 441 }
 442
 443 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 444                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 445 {
 446         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 447         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 448         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 449         unsigned long pfn;
 450         struct mem_section *ms;
 451         int nid = pgdat->node_id;
 452
 453         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 454                 /*
 455                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 456                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 457                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 458                  * for shrinking zone.
 459                  */
 460                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 461                                                 pgdat_end_pfn);
 462                 if (pfn) {
 463                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 464                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 465                 }
 466         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 467                 /*
 468                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 469                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 470                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 471                  * shrinking zone.
 472                  */
 473                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 474                                                start_pfn);
 475                 if (pfn)
 476                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 477         }
 478
 479         /*
 480          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 481          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 482          * change the pgdat.
 483          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 484          * has only hole or not.
 485          */
 486         pfn = pgdat_start_pfn;
 487         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 488                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 489
 490                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 491                         continue;
 492
 493                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 494                         continue;
 495
 496                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 497                 if (start_pfn == pfn)
 498                         continue;
 499
 500                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 501                 return;
 502         }
 503
 504         /* The pgdat has no valid section */
 505         pgdat->node_start_pfn = 0;
 506         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 507 }
 508
 509 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 510 {
 511         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 512         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 513         unsigned long flags;
 514
 515         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 516         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 517         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 518         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 519 }
 520
 521 static void __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 522                              unsigned long map_offset,
 523                              struct vmem_altmap *altmap)
 524 {
 525         unsigned long start_pfn;
 526         int scn_nr;
 527
 528         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 529                 return;
 530
 531         unregister_memory_section(ms);
 532
 533         scn_nr = __section_nr(ms);
 534         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 535         __remove_zone(zone, start_pfn);
 536
 537         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 538 }
 539
 540 /**
 541  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 542  * @zone: zone from which pages need to be removed
 543  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 544  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 545  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 546  *
 547  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 548  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 549  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 550  * calling offline_pages().
 551  */
 552 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 553                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 554 {
 555         unsigned long i;
 556         unsigned long map_offset = 0;
 557         int sections_to_remove;
 558
 559         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 560         if (is_dev_zone(zone))
 561                 map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 562
 563         clear_zone_contiguous(zone);
 564
 565         /*
 566          * We can only remove entire sections
 567          */
 568         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 569         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 570
 571         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 572         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 573                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 574
 575                 cond_resched();
 576                 __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 577                                  altmap);
 578                 map_offset = 0;
 579         }
 580
 581         set_zone_contiguous(zone);
 582 }
 583 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 584
 585 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 586 {
 587         int rc = -EINVAL;
 588
 589         get_online_mems();
 590         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 591
 592         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 593                 online_page_callback = callback;
 594                 rc = 0;
 595         }
 596
 597         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 598         put_online_mems();
 599
 600         return rc;
 601 }
 602 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 603
 604 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 605 {
 606         int rc = -EINVAL;
 607
 608         get_online_mems();
 609         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 610
 611         if (online_page_callback == callback) {
 612                 online_page_callback = generic_online_page;
 613                 rc = 0;
 614         }
 615
 616         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 617         put_online_mems();
 618
 619         return rc;
 620 }
 621 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 622
 623 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 624 {
 625 }
 626 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 627
 628 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 629 {
 630         adjust_managed_page_count(page, 1);
 631 }
 632 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 633
 634 void __online_page_free(struct page *page)
 635 {
 636         __free_reserved_page(page);
 637 }
 638 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 639
 640 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 641 {
 642         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 643         __free_pages_core(page, order);
 644         totalram_pages_add(1UL << order);
 645 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 646         if (PageHighMem(page))
 647                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 648 #endif
 649 }
 650
 651 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 652 {
 653         unsigned long end = start + nr_pages;
 654         int order, onlined_pages = 0;
 655
 656         while (start < end) {
 657                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 658                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 659                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 660
 661                 onlined_pages += (1UL << order);
 662                 start += (1UL << order);
 663         }
 664         return onlined_pages;
 665 }
 666
 667 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 668                         void *arg)
 669 {
 670         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 671
 672         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 673                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 674
 675         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 676
 677         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 678         return 0;
 679 }
 680
 681 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 682 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 683         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 684 {
 685         int nid = zone_to_nid(zone);
 686
 687         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 688         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 689         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 690
 691         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 692                 arg->status_change_nid = nid;
 693         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 694                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 695 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 696         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 697                 arg->status_change_nid_high = nid;
 698 #endif
 699 }
 700
 701 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 702 {
 703         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 704                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 705
 706         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 707                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 708
 709         if (arg->status_change_nid >= 0)
 710                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 711 }
 712
 713 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 714                 unsigned long nr_pages)
 715 {
 716         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 717
 718         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 719                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 720
 721         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 722 }
 723
 724 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 725                                      unsigned long nr_pages)
 726 {
 727         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 728
 729         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 730                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 731
 732         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 733 }
 734
 735 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 736                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 737 {
 738         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 739         int nid = pgdat->node_id;
 740         unsigned long flags;
 741
 742         clear_zone_contiguous(zone);
 743
 744         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 745         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 746         zone_span_writelock(zone);
 747         if (zone_is_empty(zone))
 748                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 749         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 750         zone_span_writeunlock(zone);
 751         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 752         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 753
 754         /*
 755          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 756          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 757          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 758          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 759          */
 760         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 761                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 762
 763         set_zone_contiguous(zone);
 764 }
 765
 766 /*
 767  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 768  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 769  * to the ZONE_NORMAL.
 770  */
 771 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 772                 unsigned long nr_pages)
 773 {
 774         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 775         int zid;
 776
 777         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 778                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 779
 780                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 781                         return zone;
 782         }
 783
 784         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 785 }
 786
 787 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 788                 unsigned long nr_pages)
 789 {
 790         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 791                         nr_pages);
 792         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 793         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 794         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 795
 796         /*
 797          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 798          * overlap in the given range
 799          */
 800         if (in_kernel ^ in_movable)
 801                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 802
 803         /*
 804          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 805          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 806          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 807          */
 808         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 809 }
 810
 811 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 812                 unsigned long nr_pages)
 813 {
 814         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 815                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 816
 817         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 818                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 819
 820         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 821 }
 822
 823 /*
 824  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 825  * for the given online type.
 826  */
 827 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 828                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 829 {
 830         struct zone *zone;
 831
 832         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 833         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 834         return zone;
 835 }
 836
 837 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 838 {
 839         unsigned long flags;
 840         unsigned long onlined_pages = 0;
 841         struct zone *zone;
 842         int need_zonelists_rebuild = 0;
 843         int nid;
 844         int ret;
 845         struct memory_notify arg;
 846         struct memory_block *mem;
 847
 848         mem_hotplug_begin();
 849
 850         /*
 851          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 852          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 853          */
 854         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 855         nid = mem->nid;
 856         put_device(&mem->dev);
 857
 858         /* associate pfn range with the zone */
 859         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 860
 861         arg.start_pfn = pfn;
 862         arg.nr_pages = nr_pages;
 863         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 864
 865         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 866         ret = notifier_to_errno(ret);
 867         if (ret)
 868                 goto failed_addition;
 869
 870         /*
 871          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 872          * This means the page allocator ignores this zone.
 873          * So, zonelist must be updated after online.
 874          */
 875         if (!populated_zone(zone)) {
 876                 need_zonelists_rebuild = 1;
 877                 setup_zone_pageset(zone);
 878         }
 879
 880         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 881                 online_pages_range);
 882         if (ret) {
 883                 if (need_zonelists_rebuild)
 884                         zone_pcp_reset(zone);
 885                 goto failed_addition;
 886         }
 887
 888         zone->present_pages += onlined_pages;
 889
 890         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 891         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 892         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 893
 894         shuffle_zone(zone);
 895
 896         if (onlined_pages) {
 897                 node_states_set_node(nid, &arg);
 898                 if (need_zonelists_rebuild)
 899                         build_all_zonelists(NULL);
 900                 else
 901                         zone_pcp_update(zone);
 902         }
 903
 904         init_per_zone_wmark_min();
 905
 906         if (onlined_pages) {
 907                 kswapd_run(nid);
 908                 kcompactd_run(nid);
 909         }
 910
 911         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 912
 913         writeback_set_ratelimit();
 914
 915         if (onlined_pages)
 916                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 917         mem_hotplug_done();
 918         return 0;
 919
 920 failed_addition:
 921         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 922                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 923                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 924         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 925         mem_hotplug_done();
 926         return ret;
 927 }
 928 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 929
 930 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 931 {
 932         struct zone *z;
 933
 934         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 935                 z->present_pages = 0;
 936
 937         pgdat->node_present_pages = 0;
 938 }
 939
 940 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 941 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 942 {
 943         struct pglist_data *pgdat;
 944         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 945
 946         pgdat = NODE_DATA(nid);
 947         if (!pgdat) {
 948                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 949                 if (!pgdat)
 950                         return NULL;
 951
 952                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 953         } else {
 954                 /*
 955                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 956                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 957                  * when it starts in the near future.
 958                  */
 959                 pgdat->nr_zones = 0;
 960                 pgdat->kswapd_order = 0;
 961                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 962         }
 963
 964         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 965
 966         pgdat->node_id = nid;
 967         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 968
 969         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 970         free_area_init_core_hotplug(nid);
 971         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 972
 973         /*
 974          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 975          * to access not-initialized zonelist, build here.
 976          */
 977         build_all_zonelists(pgdat);
 978
 979         /*
 980          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 981          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 982          * online_pages() and offline_pages().
 983          */
 984         reset_node_managed_pages(pgdat);
 985         reset_node_present_pages(pgdat);
 986
 987         return pgdat;
 988 }
 989
 990 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 991 {
 992         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 993
 994         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 995         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 996         arch_free_nodedata(pgdat);
 997         return;
 998 }
 999
1000
1001 /**
1002  * try_online_node - online a node if offlined
1003  * @nid: the node ID
1004  * @start: start addr of the node
1005  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1006  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1007  *
1008  * Returns:
1009  * 1 -> a new node has been allocated
1010  * 0 -> the node is already online
1011  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1012  */
1013 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1014 {
1015         pg_data_t *pgdat;
1016         int ret = 1;
1017
1018         if (node_online(nid))
1019                 return 0;
1020
1021         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1022         if (!pgdat) {
1023                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1024                 ret = -ENOMEM;
1025                 goto out;
1026         }
1027
1028         if (set_node_online) {
1029                 node_set_online(nid);
1030                 ret = register_one_node(nid);
1031                 BUG_ON(ret);
1032         }
1033 out:
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Users of this function always want to online/register the node
1039  */
1040 int try_online_node(int nid)
1041 {
1042         int ret;
1043
1044         mem_hotplug_begin();
1045         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1046         mem_hotplug_done();
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1051 {
1052         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1053         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1054         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1055         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1056
1057         /* memory range must be block size aligned */
1058         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1059             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1060                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1061                        block_sz, start, size);
1062                 return -EINVAL;
1063         }
1064
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1069 {
1070         return device_online(&mem->dev);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1075  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1076  *
1077  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1078  */
1079 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1080 {
1081         struct mhp_restrictions restrictions = {
1082                 .flags = MHP_MEMBLOCK_API,
1083         };
1084         u64 start, size;
1085         bool new_node = false;
1086         int ret;
1087
1088         start = res->start;
1089         size = resource_size(res);
1090
1091         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1092         if (ret)
1093                 return ret;
1094
1095         mem_hotplug_begin();
1096
1097         /*
1098          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1099          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1100          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1101          * be removed at hot-remove time.
1102          */
1103         memblock_add_node(start, size, nid);
1104
1105         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1106         if (ret < 0)
1107                 goto error;
1108         new_node = ret;
1109
1110         /* call arch's memory hotadd */
1111         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1112         if (ret < 0)
1113                 goto error;
1114
1115         if (new_node) {
1116                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1117                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1118                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1119                  * We online node here. We can't roll back from here.
1120                  */
1121                 node_set_online(nid);
1122                 ret = __register_one_node(nid);
1123                 BUG_ON(ret);
1124         }
1125
1126         /* link memory sections under this node.*/
1127         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1128         BUG_ON(ret);
1129
1130         /* create new memmap entry */
1131         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1132
1133         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1134         mem_hotplug_done();
1135
1136         /* online pages if requested */
1137         if (memhp_auto_online)
1138                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1139                                   NULL, online_memory_block);
1140
1141         return ret;
1142 error:
1143         /* rollback pgdat allocation and others */
1144         if (new_node)
1145                 rollback_node_hotadd(nid);
1146         memblock_remove(start, size);
1147         mem_hotplug_done();
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1152 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1153 {
1154         struct resource *res;
1155         int ret;
1156
1157         res = register_memory_resource(start, size);
1158         if (IS_ERR(res))
1159                 return PTR_ERR(res);
1160
1161         ret = add_memory_resource(nid, res);
1162         if (ret < 0)
1163                 release_memory_resource(res);
1164         return ret;
1165 }
1166
1167 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1168 {
1169         int rc;
1170
1171         lock_device_hotplug();
1172         rc = __add_memory(nid, start, size);
1173         unlock_device_hotplug();
1174
1175         return rc;
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1178
1179 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1180 /*
1181  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1182  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1183  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1184  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1185  * be located at the start of the pageblock
1186  */
1187 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1188 {
1189         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1190 }
1191
1192 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1193 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1194 {
1195         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1196
1197         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1198         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1199
1200         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1201         if (pageblock_free(page)) {
1202                 int order;
1203                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1204                 order = page_order(page);
1205                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1206                         return pfn + (1 << order);
1207         }
1208
1209         return pfn + pageblock_nr_pages;
1210 }
1211
1212 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1213 {
1214         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1215         struct zone *zone;
1216
1217         /*
1218          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1219          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1220          * the zone but still within the section.
1221          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1222          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1223          */
1224         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1225                 return false;
1226
1227         zone = page_zone(page);
1228         pfn = page_to_pfn(page);
1229         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1230                 return false;
1231
1232         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1233 }
1234
1235 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1236 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1237 {
1238         unsigned long end_pfn, pfn;
1239
1240         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1241                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1242
1243         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1244         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1245                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1246                         return false;
1247                 cond_resched();
1248         }
1249
1250         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1251         return true;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1256  * When true, return its valid [start, end).
1257  */
1258 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1259                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1260 {
1261         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1262         unsigned long start, end;
1263         struct zone *zone = NULL;
1264         struct page *page;
1265         int i;
1266         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1267              pfn < end_pfn;
1268              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1269                 /* Make sure the memory section is present first */
1270                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1271                         continue;
1272                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1273                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1274                         i = 0;
1275                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1276                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1277                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1278                                 i++;
1279                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1280                                 continue;
1281                         /* Check if we got outside of the zone */
1282                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1283                                 return 0;
1284                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1285                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1286                                 return 0;
1287                         if (!zone)
1288                                 start = pfn + i;
1289                         zone = page_zone(page);
1290                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1291                 }
1292         }
1293
1294         if (zone) {
1295                 *valid_start = start;
1296                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1297                 return 1;
1298         } else {
1299                 return 0;
1300         }
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1305  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1306  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1307  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1308  */
1309 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1310 {
1311         unsigned long pfn;
1312
1313         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1314                 struct page *page, *head;
1315                 unsigned long skip;
1316
1317                 if (!pfn_valid(pfn))
1318                         continue;
1319                 page = pfn_to_page(pfn);
1320                 if (PageLRU(page))
1321                         return pfn;
1322                 if (__PageMovable(page))
1323                         return pfn;
1324
1325                 if (!PageHuge(page))
1326                         continue;
1327                 head = compound_head(page);
1328                 if (page_huge_active(head))
1329                         return pfn;
1330                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1331                 pfn += skip - 1;
1332         }
1333         return 0;
1334 }
1335
1336 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1337 {
1338         int nid = page_to_nid(page);
1339         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1340
1341         /*
1342          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1343          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1344          * of the only existing node)
1345          */
1346         node_clear(nid, nmask);
1347         if (nodes_empty(nmask))
1348                 node_set(nid, nmask);
1349
1350         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1351 }
1352
1353 static int
1354 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1355 {
1356         unsigned long pfn;
1357         struct page *page;
1358         int ret = 0;
1359         LIST_HEAD(source);
1360
1361         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1362                 if (!pfn_valid(pfn))
1363                         continue;
1364                 page = pfn_to_page(pfn);
1365
1366                 if (PageHuge(page)) {
1367                         struct page *head = compound_head(page);
1368                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1369                         isolate_huge_page(head, &source);
1370                         continue;
1371                 } else if (PageTransHuge(page))
1372                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1373                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1374
1375                 /*
1376                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1377                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1378                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1379                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1380                  * the unmap as the catch all safety net).
1381                  */
1382                 if (PageHWPoison(page)) {
1383                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1384                                 isolate_lru_page(page);
1385                         if (page_mapped(page))
1386                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1387                         continue;
1388                 }
1389
1390                 if (!get_page_unless_zero(page))
1391                         continue;
1392                 /*
1393                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1394                  * LRU and non-lru movable pages.
1395                  */
1396                 if (PageLRU(page))
1397                         ret = isolate_lru_page(page);
1398                 else
1399                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1400                 if (!ret) { /* Success */
1401                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1402                         if (!__PageMovable(page))
1403                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1404                                                     page_is_file_cache(page));
1405
1406                 } else {
1407                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1408                         dump_page(page, "isolation failed");
1409                 }
1410                 put_page(page);
1411         }
1412         if (!list_empty(&source)) {
1413                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1414                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1415                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1416                 if (ret) {
1417                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1418                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1419                                        page_to_pfn(page), ret);
1420                                 dump_page(page, "migration failure");
1421                         }
1422                         putback_movable_pages(&source);
1423                 }
1424         }
1425
1426         return ret;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1431  */
1432 static int
1433 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1434                         void *data)
1435 {
1436         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1437
1438         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1439         return 0;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1444  */
1445 static int
1446 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1447                         void *data)
1448 {
1449         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1450 }
1451
1452 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1453 {
1454 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1455         movable_node_enabled = true;
1456 #else
1457         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1458 #endif
1459         return 0;
1460 }
1461 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1462
1463 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1464 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1465                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1466 {
1467         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1468         unsigned long present_pages = 0;
1469         enum zone_type zt;
1470
1471         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1472         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1473         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1474
1475         /*
1476          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1477          * If the memory to be offline is within the range
1478          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1479          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1480          * thus we can determine that we need to clear the node from
1481          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1482          */
1483         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1484                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1485         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1486                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1487
1488 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1489         /*
1490          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1491          * have normal memory or high memory.
1492          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1493          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1494          * we determine that the zones in that range become empty,
1495          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1496          */
1497         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1498         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1499                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1500 #endif
1501
1502         /*
1503          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1504          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1505          * as well.
1506          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1507          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1508          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1509          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1510          * it for N_MEMORY as well.
1511          */
1512         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1513
1514         if (nr_pages >= present_pages)
1515                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1516 }
1517
1518 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1519 {
1520         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1521                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1522
1523         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1524                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1525
1526         if (arg->status_change_nid >= 0)
1527                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1528 }
1529
1530 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1531                   unsigned long end_pfn)
1532 {
1533         unsigned long pfn, nr_pages;
1534         unsigned long offlined_pages = 0;
1535         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1536         unsigned long flags;
1537         unsigned long valid_start, valid_end;
1538         struct zone *zone;
1539         struct memory_notify arg;
1540         char *reason;
1541
1542         mem_hotplug_begin();
1543
1544         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1545            we assume this for now. .*/
1546         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1547                                   &valid_end)) {
1548                 ret = -EINVAL;
1549                 reason = "multizone range";
1550                 goto failed_removal;
1551         }
1552
1553         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1554         node = zone_to_nid(zone);
1555         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1556
1557         /* set above range as isolated */
1558         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1559                                        MIGRATE_MOVABLE,
1560                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1561         if (ret < 0) {
1562                 reason = "failure to isolate range";
1563                 goto failed_removal;
1564         }
1565         nr_isolate_pageblock = ret;
1566
1567         arg.start_pfn = start_pfn;
1568         arg.nr_pages = nr_pages;
1569         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1570
1571         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1572         ret = notifier_to_errno(ret);
1573         if (ret) {
1574                 reason = "notifier failure";
1575                 goto failed_removal_isolated;
1576         }
1577
1578         do {
1579                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1580                         if (signal_pending(current)) {
1581                                 ret = -EINTR;
1582                                 reason = "signal backoff";
1583                                 goto failed_removal_isolated;
1584                         }
1585
1586                         cond_resched();
1587                         lru_add_drain_all();
1588
1589                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1590                         if (pfn) {
1591                                 /*
1592                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1593                                  * out
1594                                  */
1595                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1596                         }
1597                 }
1598
1599                 /*
1600                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1601                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1602                  * counting consistent.
1603                  */
1604                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1605                 if (ret) {
1606                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1607                         goto failed_removal_isolated;
1608                 }
1609                 /* check again */
1610                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1611                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1612         } while (ret);
1613
1614         /* Ok, all of our target is isolated.
1615            We cannot do rollback at this point. */
1616         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1617                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1618         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1619         /*
1620          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1621          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1622          * pageblocks zone counter here.
1623          */
1624         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1625         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1626         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1627
1628         /* removal success */
1629         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1630         zone->present_pages -= offlined_pages;
1631
1632         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1633         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1634         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1635
1636         init_per_zone_wmark_min();
1637
1638         if (!populated_zone(zone)) {
1639                 zone_pcp_reset(zone);
1640                 build_all_zonelists(NULL);
1641         } else
1642                 zone_pcp_update(zone);
1643
1644         node_states_clear_node(node, &arg);
1645         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1646                 kswapd_stop(node);
1647                 kcompactd_stop(node);
1648         }
1649
1650         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1651         writeback_set_ratelimit();
1652
1653         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1654         mem_hotplug_done();
1655         return 0;
1656
1657 failed_removal_isolated:
1658         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1659         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1660 failed_removal:
1661         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1662                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1663                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1664                  reason);
1665         /* pushback to free area */
1666         mem_hotplug_done();
1667         return ret;
1668 }
1669
1670 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1671 {
1672         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1673 }
1674 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1675
1676 /**
1677  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1678  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1679  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1680  * @arg: argument passed to func
1681  * @func: callback for each memory section walked
1682  *
1683  * This function walks through all present mem sections in range
1684  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1685  *
1686  * Returns the return value of func.
1687  */
1688 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1689                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1690 {
1691         struct memory_block *mem = NULL;
1692         struct mem_section *section;
1693         unsigned long pfn, section_nr;
1694         int ret;
1695
1696         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1697                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1698                 if (!present_section_nr(section_nr))
1699                         continue;
1700
1701                 section = __nr_to_section(section_nr);
1702                 /* same memblock? */
1703                 if (mem)
1704                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1705                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1706                                 continue;
1707
1708                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1709                 if (!mem)
1710                         continue;
1711
1712                 ret = func(mem, arg);
1713                 if (ret) {
1714                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1715                         return ret;
1716                 }
1717         }
1718
1719         if (mem)
1720                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1721
1722         return 0;
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1726 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1727 {
1728         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1729
1730         if (unlikely(ret)) {
1731                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1732
1733                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1734                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1735                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1736                         &beginpa, &endpa);
1737
1738                 return -EBUSY;
1739         }
1740         return 0;
1741 }
1742
1743 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1744 {
1745         int cpu;
1746
1747         for_each_present_cpu(cpu) {
1748                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1749                         /*
1750                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1751                          * offline this node.
1752                          */
1753                         return -EBUSY;
1754         }
1755
1756         return 0;
1757 }
1758
1759 /**
1760  * try_offline_node
1761  * @nid: the node ID
1762  *
1763  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1764  *
1765  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1766  * and online/offline operations before this call.
1767  */
1768 void try_offline_node(int nid)
1769 {
1770         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1771         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1772         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1773         unsigned long pfn;
1774
1775         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1776                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1777
1778                 if (!present_section_nr(section_nr))
1779                         continue;
1780
1781                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1782                         continue;
1783
1784                 /*
1785                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1786                  * can't offline node now.
1787                  */
1788                 return;
1789         }
1790
1791         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1792                 return;
1793
1794         /*
1795          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1796          * node now.
1797          */
1798         node_set_offline(nid);
1799         unregister_one_node(nid);
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1802
1803 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1804                                       resource_size_t size)
1805 {
1806         int ret;
1807
1808         /*
1809          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1810          * this function never fails. It might only fail if resources
1811          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1812          * removing of memory cannot fail.
1813          */
1814         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1815         if (ret) {
1816                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1817
1818                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1819                         &start, &endres, ret);
1820         }
1821 }
1822
1823 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1824 {
1825         int rc = 0;
1826
1827         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1828
1829         mem_hotplug_begin();
1830
1831         /*
1832          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1833          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1834          * if this is not the case.
1835          */
1836         rc = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1837                                check_memblock_offlined_cb);
1838         if (rc)
1839                 goto done;
1840
1841         /* remove memmap entry */
1842         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1843         memblock_free(start, size);
1844         memblock_remove(start, size);
1845
1846         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1847         __release_memory_resource(start, size);
1848
1849         try_offline_node(nid);
1850
1851 done:
1852         mem_hotplug_done();
1853         return rc;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * remove_memory
1858  * @nid: the node ID
1859  * @start: physical address of the region to remove
1860  * @size: size of the region to remove
1861  *
1862  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1863  * and online/offline operations before this call, as required by
1864  * try_offline_node().
1865  */
1866 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1867 {
1868
1869         /*
1870          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1871          * function
1872          */
1873         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1874                 BUG();
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1879  * some memory is not offline
1880  */
1881 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1882 {
1883         int rc;
1884
1885         lock_device_hotplug();
1886         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1887         unlock_device_hotplug();
1888
1889         return rc;
1890 }
1891 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1892 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */