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