mm/memory_hotplug.c

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