mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/compaction.h>
  37 #include <linux/rmap.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
  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         return;
 134 }
 135
 136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 137 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 138                       unsigned long type)
 139 {
 140         page->freelist = (void *)type;
 141         SetPagePrivate(page);
 142         set_page_private(page, info);
 143         page_ref_inc(page);
 144 }
 145
 146 void put_page_bootmem(struct page *page)
 147 {
 148         unsigned long type;
 149
 150         type = (unsigned long) page->freelist;
 151         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 152                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 153
 154         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 155                 page->freelist = NULL;
 156                 ClearPagePrivate(page);
 157                 set_page_private(page, 0);
 158                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 159                 free_reserved_page(page);
 160         }
 161 }
 162
 163 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 165 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 166 {
 167         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 168         struct mem_section *ms;
 169         struct page *page, *memmap;
 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         usemap = ms->pageblock_flags;
 190         page = virt_to_page(usemap);
 191
 192         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_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 *usemap, mapsize, section_nr, i;
 202         struct mem_section *ms;
 203         struct page *page, *memmap;
 204
 205         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 206         ms = __nr_to_section(section_nr);
 207
 208         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 209
 210         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 211
 212         usemap = ms->pageblock_flags;
 213         page = virt_to_page(usemap);
 214
 215         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 216
 217         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 218                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 219 }
 220 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 221
 222 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 223 {
 224         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 225         int node = pgdat->node_id;
 226         struct page *page;
 227
 228         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 229         page = virt_to_page(pgdat);
 230
 231         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 232                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 233
 234         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 235         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 236
 237         /* register section info */
 238         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 239                 /*
 240                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 241                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 242                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 243                  * reside in some other nodes.
 244                  */
 245                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 246                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 247         }
 248 }
 249 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 250
 251 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 252                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 253 {
 254         int ret;
 255
 256         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 257                 return -EEXIST;
 258
 259         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
 260         if (ret < 0)
 261                 return ret;
 262
 263         if (!want_memblock)
 264                 return 0;
 265
 266         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 271  * expected that archs that support memory hotplug will
 272  * call this function after deciding the zone to which to
 273  * add the new pages.
 274  */
 275 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 276                 unsigned long nr_pages, struct mhp_restrictions *restrictions)
 277 {
 278         unsigned long i;
 279         int err = 0;
 280         int start_sec, end_sec;
 281         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 282
 283         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 284         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 285         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 286
 287         if (altmap) {
 288                 /*
 289                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 290                  */
 291                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 292                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 293                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 294                         err = -EINVAL;
 295                         goto out;
 296                 }
 297                 altmap->alloc = 0;
 298         }
 299
 300         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 301                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 302                                 restrictions->flags & MHP_MEMBLOCK_API);
 303
 304                 /*
 305                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 306                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 307                  * Warning will be printed if there is collision.
 308                  */
 309                 if (err && (err != -EEXIST))
 310                         break;
 311                 err = 0;
 312                 cond_resched();
 313         }
 314         vmemmap_populate_print_last();
 315 out:
 316         return err;
 317 }
 318
 319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 320 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 321 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 322                                      unsigned long start_pfn,
 323                                      unsigned long end_pfn)
 324 {
 325         struct mem_section *ms;
 326
 327         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 328                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 329
 330                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 331                         continue;
 332
 333                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 334                         continue;
 335
 336                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 337                         continue;
 338
 339                 return start_pfn;
 340         }
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 346 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 347                                     unsigned long start_pfn,
 348                                     unsigned long end_pfn)
 349 {
 350         struct mem_section *ms;
 351         unsigned long pfn;
 352
 353         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 354         pfn = end_pfn - 1;
 355         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 356                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 357
 358                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 359                         continue;
 360
 361                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 362                         continue;
 363
 364                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 365                         continue;
 366
 367                 return pfn;
 368         }
 369
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 374                              unsigned long end_pfn)
 375 {
 376         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 377         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 378         unsigned long zone_end_pfn = z;
 379         unsigned long pfn;
 380         struct mem_section *ms;
 381         int nid = zone_to_nid(zone);
 382
 383         zone_span_writelock(zone);
 384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 385                 /*
 386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 389                  * for shrinking zone.
 390                  */
 391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 392                                                 zone_end_pfn);
 393                 if (pfn) {
 394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 396                 }
 397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 402                  * shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 405                                                start_pfn);
 406                 if (pfn)
 407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 408         }
 409
 410         /*
 411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 414          * it check the zone has only hole or not.
 415          */
 416         pfn = zone_start_pfn;
 417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 418                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 419
 420                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 421                         continue;
 422
 423                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 424                         continue;
 425
 426                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 427                 if (start_pfn == pfn)
 428                         continue;
 429
 430                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 431                 zone_span_writeunlock(zone);
 432                 return;
 433         }
 434
 435         /* The zone has no valid section */
 436         zone->zone_start_pfn = 0;
 437         zone->spanned_pages = 0;
 438         zone_span_writeunlock(zone);
 439 }
 440
 441 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 442                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 443 {
 444         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 445         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 446         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 447         unsigned long pfn;
 448         struct mem_section *ms;
 449         int nid = pgdat->node_id;
 450
 451         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 452                 /*
 453                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 454                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 455                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 456                  * for shrinking zone.
 457                  */
 458                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 459                                                 pgdat_end_pfn);
 460                 if (pfn) {
 461                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 462                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 463                 }
 464         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 465                 /*
 466                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 467                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 468                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 469                  * shrinking zone.
 470                  */
 471                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 472                                                start_pfn);
 473                 if (pfn)
 474                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 475         }
 476
 477         /*
 478          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 479          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 480          * change the pgdat.
 481          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 482          * has only hole or not.
 483          */
 484         pfn = pgdat_start_pfn;
 485         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 486                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 487
 488                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 489                         continue;
 490
 491                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 492                         continue;
 493
 494                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 495                 if (start_pfn == pfn)
 496                         continue;
 497
 498                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 499                 return;
 500         }
 501
 502         /* The pgdat has no valid section */
 503         pgdat->node_start_pfn = 0;
 504         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 505 }
 506
 507 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 508 {
 509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 510         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 511         unsigned long flags;
 512
 513         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 514         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 515         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 516         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 517 }
 518
 519 static void __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 520                              unsigned long map_offset,
 521                              struct vmem_altmap *altmap)
 522 {
 523         unsigned long start_pfn;
 524         int scn_nr;
 525
 526         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 527                 return;
 528
 529         unregister_memory_section(ms);
 530
 531         scn_nr = __section_nr(ms);
 532         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 533         __remove_zone(zone, start_pfn);
 534
 535         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 536 }
 537
 538 /**
 539  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 540  * @zone: zone from which pages need to be removed
 541  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 542  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 543  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 544  *
 545  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 546  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 547  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 548  * calling offline_pages().
 549  */
 550 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 551                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 552 {
 553         unsigned long i;
 554         unsigned long map_offset = 0;
 555         int sections_to_remove;
 556
 557         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 558         if (is_dev_zone(zone)) {
 559                 if (altmap)
 560                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 561         }
 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         if (onlined_pages) {
 895                 node_states_set_node(nid, &arg);
 896                 if (need_zonelists_rebuild)
 897                         build_all_zonelists(NULL);
 898                 else
 899                         zone_pcp_update(zone);
 900         }
 901
 902         init_per_zone_wmark_min();
 903
 904         if (onlined_pages) {
 905                 kswapd_run(nid);
 906                 kcompactd_run(nid);
 907         }
 908
 909         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 910
 911         writeback_set_ratelimit();
 912
 913         if (onlined_pages)
 914                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 915         mem_hotplug_done();
 916         return 0;
 917
 918 failed_addition:
 919         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 920                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 921                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 922         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 923         mem_hotplug_done();
 924         return ret;
 925 }
 926 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 927
 928 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 929 {
 930         struct zone *z;
 931
 932         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 933                 z->present_pages = 0;
 934
 935         pgdat->node_present_pages = 0;
 936 }
 937
 938 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 939 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 940 {
 941         struct pglist_data *pgdat;
 942         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 943
 944         pgdat = NODE_DATA(nid);
 945         if (!pgdat) {
 946                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 947                 if (!pgdat)
 948                         return NULL;
 949
 950                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 951         } else {
 952                 /*
 953                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 954                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 955                  * when it starts in the near future.
 956                  */
 957                 pgdat->nr_zones = 0;
 958                 pgdat->kswapd_order = 0;
 959                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 960         }
 961
 962         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 963
 964         pgdat->node_id = nid;
 965         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 966
 967         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 968         free_area_init_core_hotplug(nid);
 969         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 970
 971         /*
 972          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 973          * to access not-initialized zonelist, build here.
 974          */
 975         build_all_zonelists(pgdat);
 976
 977         /*
 978          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 979          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 980          * online_pages() and offline_pages().
 981          */
 982         reset_node_managed_pages(pgdat);
 983         reset_node_present_pages(pgdat);
 984
 985         return pgdat;
 986 }
 987
 988 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 989 {
 990         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 991
 992         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 993         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 994         arch_free_nodedata(pgdat);
 995         return;
 996 }
 997
 998
 999 /**
1000  * try_online_node - online a node if offlined
1001  * @nid: the node ID
1002  * @start: start addr of the node
1003  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1004  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1005  *
1006  * Returns:
1007  * 1 -> a new node has been allocated
1008  * 0 -> the node is already online
1009  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1010  */
1011 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1012 {
1013         pg_data_t *pgdat;
1014         int ret = 1;
1015
1016         if (node_online(nid))
1017                 return 0;
1018
1019         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1020         if (!pgdat) {
1021                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1022                 ret = -ENOMEM;
1023                 goto out;
1024         }
1025
1026         if (set_node_online) {
1027                 node_set_online(nid);
1028                 ret = register_one_node(nid);
1029                 BUG_ON(ret);
1030         }
1031 out:
1032         return ret;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Users of this function always want to online/register the node
1037  */
1038 int try_online_node(int nid)
1039 {
1040         int ret;
1041
1042         mem_hotplug_begin();
1043         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1044         mem_hotplug_done();
1045         return ret;
1046 }
1047
1048 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1049 {
1050         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1051         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1052         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1053         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1054
1055         /* memory range must be block size aligned */
1056         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1057             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1058                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1059                        block_sz, start, size);
1060                 return -EINVAL;
1061         }
1062
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1067 {
1068         return device_online(&mem->dev);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1073  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1074  *
1075  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1076  */
1077 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1078 {
1079         struct mhp_restrictions restrictions = {
1080                 .flags = MHP_MEMBLOCK_API,
1081         };
1082         u64 start, size;
1083         bool new_node = false;
1084         int ret;
1085
1086         start = res->start;
1087         size = resource_size(res);
1088
1089         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1090         if (ret)
1091                 return ret;
1092
1093         mem_hotplug_begin();
1094
1095         /*
1096          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1097          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1098          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1099          * be removed at hot-remove time.
1100          */
1101         memblock_add_node(start, size, nid);
1102
1103         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1104         if (ret < 0)
1105                 goto error;
1106         new_node = ret;
1107
1108         /* call arch's memory hotadd */
1109         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1110         if (ret < 0)
1111                 goto error;
1112
1113         if (new_node) {
1114                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1115                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1116                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1117                  * We online node here. We can't roll back from here.
1118                  */
1119                 node_set_online(nid);
1120                 ret = __register_one_node(nid);
1121                 BUG_ON(ret);
1122         }
1123
1124         /* link memory sections under this node.*/
1125         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1126         BUG_ON(ret);
1127
1128         /* create new memmap entry */
1129         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1130
1131         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1132         mem_hotplug_done();
1133
1134         /* online pages if requested */
1135         if (memhp_auto_online)
1136                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1137                                   NULL, online_memory_block);
1138
1139         return ret;
1140 error:
1141         /* rollback pgdat allocation and others */
1142         if (new_node)
1143                 rollback_node_hotadd(nid);
1144         memblock_remove(start, size);
1145         mem_hotplug_done();
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1150 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1151 {
1152         struct resource *res;
1153         int ret;
1154
1155         res = register_memory_resource(start, size);
1156         if (IS_ERR(res))
1157                 return PTR_ERR(res);
1158
1159         ret = add_memory_resource(nid, res);
1160         if (ret < 0)
1161                 release_memory_resource(res);
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1166 {
1167         int rc;
1168
1169         lock_device_hotplug();
1170         rc = __add_memory(nid, start, size);
1171         unlock_device_hotplug();
1172
1173         return rc;
1174 }
1175 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1176
1177 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1178 /*
1179  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1180  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1181  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1182  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1183  * be located at the start of the pageblock
1184  */
1185 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1186 {
1187         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1188 }
1189
1190 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1191 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1192 {
1193         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1194
1195         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1196         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1197
1198         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1199         if (pageblock_free(page)) {
1200                 int order;
1201                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1202                 order = page_order(page);
1203                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1204                         return pfn + (1 << order);
1205         }
1206
1207         return pfn + pageblock_nr_pages;
1208 }
1209
1210 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1211 {
1212         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1213         struct zone *zone;
1214
1215         /*
1216          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1217          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1218          * the zone but still within the section.
1219          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1220          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1221          */
1222         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1223                 return false;
1224
1225         zone = page_zone(page);
1226         pfn = page_to_pfn(page);
1227         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1228                 return false;
1229
1230         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1231 }
1232
1233 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1234 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1235 {
1236         unsigned long end_pfn, pfn;
1237
1238         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1239                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1240
1241         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1242         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1243                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1244                         return false;
1245                 cond_resched();
1246         }
1247
1248         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1249         return true;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1254  * When true, return its valid [start, end).
1255  */
1256 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1257                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1258 {
1259         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1260         unsigned long start, end;
1261         struct zone *zone = NULL;
1262         struct page *page;
1263         int i;
1264         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1265              pfn < end_pfn;
1266              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1267                 /* Make sure the memory section is present first */
1268                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1269                         continue;
1270                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1271                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1272                         i = 0;
1273                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1274                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1275                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1276                                 i++;
1277                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1278                                 continue;
1279                         /* Check if we got outside of the zone */
1280                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1281                                 return 0;
1282                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1283                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1284                                 return 0;
1285                         if (!zone)
1286                                 start = pfn + i;
1287                         zone = page_zone(page);
1288                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1289                 }
1290         }
1291
1292         if (zone) {
1293                 *valid_start = start;
1294                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1295                 return 1;
1296         } else {
1297                 return 0;
1298         }
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1303  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1304  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1305  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1306  */
1307 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1308 {
1309         unsigned long pfn;
1310
1311         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1312                 struct page *page, *head;
1313                 unsigned long skip;
1314
1315                 if (!pfn_valid(pfn))
1316                         continue;
1317                 page = pfn_to_page(pfn);
1318                 if (PageLRU(page))
1319                         return pfn;
1320                 if (__PageMovable(page))
1321                         return pfn;
1322
1323                 if (!PageHuge(page))
1324                         continue;
1325                 head = compound_head(page);
1326                 if (page_huge_active(head))
1327                         return pfn;
1328                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1329                 pfn += skip - 1;
1330         }
1331         return 0;
1332 }
1333
1334 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1335 {
1336         int nid = page_to_nid(page);
1337         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1338
1339         /*
1340          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1341          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1342          * of the only existing node)
1343          */
1344         node_clear(nid, nmask);
1345         if (nodes_empty(nmask))
1346                 node_set(nid, nmask);
1347
1348         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1349 }
1350
1351 static int
1352 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1353 {
1354         unsigned long pfn;
1355         struct page *page;
1356         int ret = 0;
1357         LIST_HEAD(source);
1358
1359         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1360                 if (!pfn_valid(pfn))
1361                         continue;
1362                 page = pfn_to_page(pfn);
1363
1364                 if (PageHuge(page)) {
1365                         struct page *head = compound_head(page);
1366                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1367                         isolate_huge_page(head, &source);
1368                         continue;
1369                 } else if (PageTransHuge(page))
1370                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1371                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1372
1373                 /*
1374                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1375                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1376                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1377                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1378                  * the unmap as the catch all safety net).
1379                  */
1380                 if (PageHWPoison(page)) {
1381                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1382                                 isolate_lru_page(page);
1383                         if (page_mapped(page))
1384                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1385                         continue;
1386                 }
1387
1388                 if (!get_page_unless_zero(page))
1389                         continue;
1390                 /*
1391                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1392                  * LRU and non-lru movable pages.
1393                  */
1394                 if (PageLRU(page))
1395                         ret = isolate_lru_page(page);
1396                 else
1397                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1398                 if (!ret) { /* Success */
1399                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1400                         if (!__PageMovable(page))
1401                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1402                                                     page_is_file_cache(page));
1403
1404                 } else {
1405                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1406                         dump_page(page, "isolation failed");
1407                 }
1408                 put_page(page);
1409         }
1410         if (!list_empty(&source)) {
1411                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1412                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1413                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1414                 if (ret) {
1415                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1416                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1417                                        page_to_pfn(page), ret);
1418                                 dump_page(page, "migration failure");
1419                         }
1420                         putback_movable_pages(&source);
1421                 }
1422         }
1423
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1429  */
1430 static int
1431 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1432                         void *data)
1433 {
1434         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1435
1436         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1442  */
1443 static int
1444 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1445                         void *data)
1446 {
1447         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1448 }
1449
1450 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1451 {
1452 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1453         movable_node_enabled = true;
1454 #else
1455         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1456 #endif
1457         return 0;
1458 }
1459 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1460
1461 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1462 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1463                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1464 {
1465         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1466         unsigned long present_pages = 0;
1467         enum zone_type zt;
1468
1469         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1470         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1471         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1472
1473         /*
1474          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1475          * If the memory to be offline is within the range
1476          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1477          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1478          * thus we can determine that we need to clear the node from
1479          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1480          */
1481         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1482                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1483         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1484                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1485
1486 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1487         /*
1488          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1489          * have normal memory or high memory.
1490          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1491          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1492          * we determine that the zones in that range become empty,
1493          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1494          */
1495         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1496         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1497                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1498 #endif
1499
1500         /*
1501          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1502          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1503          * as well.
1504          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1505          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1506          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1507          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1508          * it for N_MEMORY as well.
1509          */
1510         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1511
1512         if (nr_pages >= present_pages)
1513                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1514 }
1515
1516 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1517 {
1518         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1519                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1520
1521         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1522                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1523
1524         if (arg->status_change_nid >= 0)
1525                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1526 }
1527
1528 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1529                   unsigned long end_pfn)
1530 {
1531         unsigned long pfn, nr_pages;
1532         unsigned long offlined_pages = 0;
1533         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1534         unsigned long flags;
1535         unsigned long valid_start, valid_end;
1536         struct zone *zone;
1537         struct memory_notify arg;
1538         char *reason;
1539
1540         mem_hotplug_begin();
1541
1542         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1543            we assume this for now. .*/
1544         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1545                                   &valid_end)) {
1546                 ret = -EINVAL;
1547                 reason = "multizone range";
1548                 goto failed_removal;
1549         }
1550
1551         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1552         node = zone_to_nid(zone);
1553         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1554
1555         /* set above range as isolated */
1556         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1557                                        MIGRATE_MOVABLE,
1558                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1559         if (ret < 0) {
1560                 reason = "failure to isolate range";
1561                 goto failed_removal;
1562         }
1563         nr_isolate_pageblock = ret;
1564
1565         arg.start_pfn = start_pfn;
1566         arg.nr_pages = nr_pages;
1567         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1568
1569         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1570         ret = notifier_to_errno(ret);
1571         if (ret) {
1572                 reason = "notifier failure";
1573                 goto failed_removal_isolated;
1574         }
1575
1576         do {
1577                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1578                         if (signal_pending(current)) {
1579                                 ret = -EINTR;
1580                                 reason = "signal backoff";
1581                                 goto failed_removal_isolated;
1582                         }
1583
1584                         cond_resched();
1585                         lru_add_drain_all();
1586
1587                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1588                         if (pfn) {
1589                                 /*
1590                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1591                                  * out
1592                                  */
1593                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1594                         }
1595                 }
1596
1597                 /*
1598                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1599                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1600                  * counting consistent.
1601                  */
1602                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1603                 if (ret) {
1604                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1605                         goto failed_removal_isolated;
1606                 }
1607                 /* check again */
1608                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1609                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1610         } while (ret);
1611
1612         /* Ok, all of our target is isolated.
1613            We cannot do rollback at this point. */
1614         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1615                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1616         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1617         /*
1618          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1619          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1620          * pageblocks zone counter here.
1621          */
1622         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1623         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1624         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1625
1626         /* removal success */
1627         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1628         zone->present_pages -= offlined_pages;
1629
1630         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1631         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1632         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1633
1634         init_per_zone_wmark_min();
1635
1636         if (!populated_zone(zone)) {
1637                 zone_pcp_reset(zone);
1638                 build_all_zonelists(NULL);
1639         } else
1640                 zone_pcp_update(zone);
1641
1642         node_states_clear_node(node, &arg);
1643         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1644                 kswapd_stop(node);
1645                 kcompactd_stop(node);
1646         }
1647
1648         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1649         writeback_set_ratelimit();
1650
1651         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1652         mem_hotplug_done();
1653         return 0;
1654
1655 failed_removal_isolated:
1656         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1657         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1658 failed_removal:
1659         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1660                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1661                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1662                  reason);
1663         /* pushback to free area */
1664         mem_hotplug_done();
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1669 {
1670         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1671 }
1672 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1673
1674 /**
1675  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1676  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1677  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1678  * @arg: argument passed to func
1679  * @func: callback for each memory section walked
1680  *
1681  * This function walks through all present mem sections in range
1682  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1683  *
1684  * Returns the return value of func.
1685  */
1686 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1687                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1688 {
1689         struct memory_block *mem = NULL;
1690         struct mem_section *section;
1691         unsigned long pfn, section_nr;
1692         int ret;
1693
1694         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1695                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1696                 if (!present_section_nr(section_nr))
1697                         continue;
1698
1699                 section = __nr_to_section(section_nr);
1700                 /* same memblock? */
1701                 if (mem)
1702                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1703                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1704                                 continue;
1705
1706                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1707                 if (!mem)
1708                         continue;
1709
1710                 ret = func(mem, arg);
1711                 if (ret) {
1712                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1713                         return ret;
1714                 }
1715         }
1716
1717         if (mem)
1718                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1719
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1724 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1725 {
1726         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1727
1728         if (unlikely(ret)) {
1729                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1730
1731                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1732                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1733                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1734                         &beginpa, &endpa);
1735         }
1736
1737         return ret;
1738 }
1739
1740 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1741 {
1742         int cpu;
1743
1744         for_each_present_cpu(cpu) {
1745                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1746                         /*
1747                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1748                          * offline this node.
1749                          */
1750                         return -EBUSY;
1751         }
1752
1753         return 0;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * try_offline_node
1758  * @nid: the node ID
1759  *
1760  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1761  *
1762  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1763  * and online/offline operations before this call.
1764  */
1765 void try_offline_node(int nid)
1766 {
1767         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1768         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1769         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1770         unsigned long pfn;
1771
1772         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1773                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1774
1775                 if (!present_section_nr(section_nr))
1776                         continue;
1777
1778                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1779                         continue;
1780
1781                 /*
1782                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1783                  * can't offline node now.
1784                  */
1785                 return;
1786         }
1787
1788         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1789                 return;
1790
1791         /*
1792          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1793          * node now.
1794          */
1795         node_set_offline(nid);
1796         unregister_one_node(nid);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1799
1800 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1801                                       resource_size_t size)
1802 {
1803         int ret;
1804
1805         /*
1806          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1807          * this function never fails. It might only fail if resources
1808          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1809          * removing of memory cannot fail.
1810          */
1811         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1812         if (ret) {
1813                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1814
1815                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1816                         &start, &endres, ret);
1817         }
1818 }
1819
1820 /**
1821  * remove_memory
1822  * @nid: the node ID
1823  * @start: physical address of the region to remove
1824  * @size: size of the region to remove
1825  *
1826  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1827  * and online/offline operations before this call, as required by
1828  * try_offline_node().
1829  */
1830 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1831 {
1832         int ret;
1833
1834         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1835
1836         mem_hotplug_begin();
1837
1838         /*
1839          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1840          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1841          * if this is not the case.
1842          */
1843         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1844                                 check_memblock_offlined_cb);
1845         if (ret)
1846                 BUG();
1847
1848         /* remove memmap entry */
1849         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1850         memblock_free(start, size);
1851         memblock_remove(start, size);
1852
1853         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1854         __release_memory_resource(start, size);
1855
1856         try_offline_node(nid);
1857
1858         mem_hotplug_done();
1859 }
1860
1861 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1862 {
1863         lock_device_hotplug();
1864         __remove_memory(nid, start, size);
1865         unlock_device_hotplug();
1866 }
1867 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1868 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */