mm/memory_hotplug.c: don't allow to online/offline memory blocks with holes
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
56
57 void get_online_mems(void)
58 {
59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
60 }
61
62 void put_online_mems(void)
63 {
64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
65 }
66
67 bool movable_node_enabled = false;
68
69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
70 bool memhp_auto_online;
71 #else
72 bool memhp_auto_online = true;
73 #endif
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
75
76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "online"))
79                 memhp_auto_online = true;
80         else if (!strcmp(str, "offline"))
81                 memhp_auto_online = false;
82
83         return 1;
84 }
85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
86
87 void mem_hotplug_begin(void)
88 {
89         cpus_read_lock();
90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
91 }
92
93 void mem_hotplug_done(void)
94 {
95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
96         cpus_read_unlock();
97 }
98
99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106         char *resource_name = "System RAM";
107
108         if (start + size > max_mem_size)
109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
110
111         /*
112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
113          * a child of an existing resource that was present but
114          * not marked as busy.
115          */
116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
117                                resource_name, flags);
118
119         if (!res) {
120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
121                                 start, start + size);
122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
123         }
124         return res;
125 }
126
127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
128 {
129         if (!res)
130                 return;
131         release_resource(res);
132         kfree(res);
133 }
134
135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
137                       unsigned long type)
138 {
139         page->freelist = (void *)type;
140         SetPagePrivate(page);
141         set_page_private(page, info);
142         page_ref_inc(page);
143 }
144
145 void put_page_bootmem(struct page *page)
146 {
147         unsigned long type;
148
149         type = (unsigned long) page->freelist;
150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
152
153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
154                 page->freelist = NULL;
155                 ClearPagePrivate(page);
156                 set_page_private(page, 0);
157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
158                 free_reserved_page(page);
159         }
160 }
161
162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
165 {
166         unsigned long mapsize, section_nr, i;
167         struct mem_section *ms;
168         struct page *page, *memmap;
169         struct mem_section_usage *usage;
170
171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
172         ms = __nr_to_section(section_nr);
173
174         /* Get section's memmap address */
175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
176
177         /*
178          * Get page for the memmap's phys address
179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
180          */
181         page = virt_to_page(memmap);
182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
184
185         /* remember memmap's page */
186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
188
189         usage = ms->usage;
190         page = virt_to_page(usage);
191
192         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
193
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
196
197 }
198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
200 {
201         unsigned long mapsize, section_nr, i;
202         struct mem_section *ms;
203         struct page *page, *memmap;
204         struct mem_section_usage *usage;
205
206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
207         ms = __nr_to_section(section_nr);
208
209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
210
211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
212
213         usage = ms->usage;
214         page = virt_to_page(usage);
215
216         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
217
218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
220 }
221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
222
223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
224 {
225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
226         int node = pgdat->node_id;
227         struct page *page;
228
229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
230         page = virt_to_page(pgdat);
231
232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
234
235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
237
238         /* register section info */
239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
240                 /*
241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
244                  * reside in some other nodes.
245                  */
246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
248         }
249 }
250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
251
252 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
253                 const char *reason)
254 {
255         /*
256          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
257          * allow operations smaller than a section for
258          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
259          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
260          * memory that will be marked online, so this check should only
261          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
262          * add_memory_resource().
263          */
264         unsigned long min_align;
265
266         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
267                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
268         else
269                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
270         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
271                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
272                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
273                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
274                 return -EINVAL;
275         }
276         return 0;
277 }
278
279 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
280                                             unsigned long nr_pages)
281 {
282         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
283
284         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
285                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
286                 WARN(1,
287                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
288                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
289                 return -E2BIG;
290         }
291
292         return 0;
293 }
294
295 /*
296  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
297  * expected that archs that support memory hotplug will
298  * call this function after deciding the zone to which to
299  * add the new pages.
300  */
301 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
302                 struct mhp_restrictions *restrictions)
303 {
304         int err;
305         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
306         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
307
308         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
309         if (err)
310                 return err;
311
312         if (altmap) {
313                 /*
314                  * Validate altmap is within bounds of the total request
315                  */
316                 if (altmap->base_pfn != pfn
317                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
318                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
319                         return -EINVAL;
320                 }
321                 altmap->alloc = 0;
322         }
323
324         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
325         if (err)
326                 return err;
327
328         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
329         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
330         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
331                 unsigned long pfns;
332
333                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
334                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
335                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
336                 if (err)
337                         break;
338                 pfn += pfns;
339                 nr_pages -= pfns;
340                 cond_resched();
341         }
342         vmemmap_populate_print_last();
343         return err;
344 }
345
346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
348                                      unsigned long start_pfn,
349                                      unsigned long end_pfn)
350 {
351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
359                         continue;
360
361                 return start_pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
369                                     unsigned long start_pfn,
370                                     unsigned long end_pfn)
371 {
372         unsigned long pfn;
373
374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
375         pfn = end_pfn - 1;
376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
378                         continue;
379
380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
381                         continue;
382
383                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
384                         continue;
385
386                 return pfn;
387         }
388
389         return 0;
390 }
391
392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
393                              unsigned long end_pfn)
394 {
395         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
396         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
397         unsigned long zone_end_pfn = z;
398         unsigned long pfn;
399         int nid = zone_to_nid(zone);
400
401         zone_span_writelock(zone);
402         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
403                 /*
404                  * If the section is smallest section in the zone, it need
405                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
406                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
407                  * for shrinking zone.
408                  */
409                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
410                                                 zone_end_pfn);
411                 if (pfn) {
412                         zone->zone_start_pfn = pfn;
413                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
414                 }
415         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
416                 /*
417                  * If the section is biggest section in the zone, it need
418                  * shrink zone->spanned_pages.
419                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
420                  * shrinking zone.
421                  */
422                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
423                                                start_pfn);
424                 if (pfn)
425                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
426         }
427
428         /*
429          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
430          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
431          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
432          * it check the zone has only hole or not.
433          */
434         pfn = zone_start_pfn;
435         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
436                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
437                         continue;
438
439                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
440                         continue;
441
442                 /* Skip range to be removed */
443                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
444                         continue;
445
446                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
447                 zone_span_writeunlock(zone);
448                 return;
449         }
450
451         /* The zone has no valid section */
452         zone->zone_start_pfn = 0;
453         zone->spanned_pages = 0;
454         zone_span_writeunlock(zone);
455 }
456
457 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
458 {
459         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
460         struct zone *zone;
461
462         for (zone = pgdat->node_zones;
463              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
464                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
465                                              zone->spanned_pages;
466
467                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
468                 if (!zone->spanned_pages)
469                         continue;
470                 if (!node_end_pfn) {
471                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
472                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
473                         continue;
474                 }
475
476                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
477                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
478                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
479                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
480         }
481
482         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
483         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
484 }
485
486 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
487                 unsigned long nr_pages)
488 {
489         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
490         unsigned long flags;
491
492 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
493         /*
494          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
495          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
496          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
497          */
498         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
499                 return;
500 #endif
501
502         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
503         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
504         update_pgdat_span(pgdat);
505         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
506 }
507
508 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
509                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
510                 struct vmem_altmap *altmap)
511 {
512         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
513
514         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
515                 return;
516
517         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
518         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
519 }
520
521 /**
522  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
523  * @zone: zone from which pages need to be removed
524  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
525  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
526  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
527  *
528  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
529  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
530  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
531  * calling offline_pages().
532  */
533 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
534                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
535 {
536         unsigned long map_offset = 0;
537         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
538
539         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
540
541         clear_zone_contiguous(zone);
542
543         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
544                 return;
545
546         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
547         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
548         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
549                 unsigned long pfns;
550
551                 cond_resched();
552                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
553                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
554                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
555                 pfn += pfns;
556                 nr_pages -= pfns;
557                 map_offset = 0;
558         }
559
560         set_zone_contiguous(zone);
561 }
562
563 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
564 {
565         int rc = -EINVAL;
566
567         get_online_mems();
568         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
569
570         if (online_page_callback == generic_online_page) {
571                 online_page_callback = callback;
572                 rc = 0;
573         }
574
575         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
576         put_online_mems();
577
578         return rc;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
581
582 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
583 {
584         int rc = -EINVAL;
585
586         get_online_mems();
587         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
588
589         if (online_page_callback == callback) {
590                 online_page_callback = generic_online_page;
591                 rc = 0;
592         }
593
594         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
595         put_online_mems();
596
597         return rc;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
600
601 void __online_page_set_limits(struct page *page)
602 {
603 }
604 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
605
606 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
607 {
608         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
609         __free_pages_core(page, order);
610         totalram_pages_add(1UL << order);
611 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
612         if (PageHighMem(page))
613                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
614 #endif
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
617
618 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
619                         void *arg)
620 {
621         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
622         unsigned long pfn;
623         int order;
624
625         /*
626          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
627          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
628          * them as being online/belonging to this zone ("present").
629          */
630         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
631                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
632                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
633                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
634                         order = 0;
635                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
636         }
637
638         /* mark all involved sections as online */
639         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
640
641         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
642         return 0;
643 }
644
645 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
646 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
647         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
648 {
649         int nid = zone_to_nid(zone);
650
651         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
652         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
653         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
654
655         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
656                 arg->status_change_nid = nid;
657         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
658                 arg->status_change_nid_normal = nid;
659 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
660         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
661                 arg->status_change_nid_high = nid;
662 #endif
663 }
664
665 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
666 {
667         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
668                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
669
670         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
671                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
672
673         if (arg->status_change_nid >= 0)
674                 node_set_state(node, N_MEMORY);
675 }
676
677 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
678                 unsigned long nr_pages)
679 {
680         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
681
682         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
683                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
684
685         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
686 }
687
688 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
689                                      unsigned long nr_pages)
690 {
691         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
692
693         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
694                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
695
696         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
697
698 }
699 /*
700  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
701  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
702  * call, all affected pages are PG_reserved.
703  */
704 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
705                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
706 {
707         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
708         int nid = pgdat->node_id;
709         unsigned long flags;
710
711         clear_zone_contiguous(zone);
712
713         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
714         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
715         zone_span_writelock(zone);
716         if (zone_is_empty(zone))
717                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
718         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
719         zone_span_writeunlock(zone);
720         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
721         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
722
723         /*
724          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
725          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
726          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
727          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
728          */
729         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
730                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
731
732         set_zone_contiguous(zone);
733 }
734
735 /*
736  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
737  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
738  * to the ZONE_NORMAL.
739  */
740 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
741                 unsigned long nr_pages)
742 {
743         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
744         int zid;
745
746         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
747                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
748
749                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
750                         return zone;
751         }
752
753         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
754 }
755
756 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
757                 unsigned long nr_pages)
758 {
759         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
760                         nr_pages);
761         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
762         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
763         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
764
765         /*
766          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
767          * overlap in the given range
768          */
769         if (in_kernel ^ in_movable)
770                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
771
772         /*
773          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
774          * given range then we use movable zone only if movable_node is
775          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
776          */
777         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
778 }
779
780 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
781                 unsigned long nr_pages)
782 {
783         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
784                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
785
786         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
787                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
788
789         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
790 }
791
792 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
793 {
794         unsigned long flags;
795         unsigned long onlined_pages = 0;
796         struct zone *zone;
797         int need_zonelists_rebuild = 0;
798         int nid;
799         int ret;
800         struct memory_notify arg;
801         struct memory_block *mem;
802
803         mem_hotplug_begin();
804
805         /*
806          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
807          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
808          */
809         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
810         nid = mem->nid;
811         put_device(&mem->dev);
812
813         /* associate pfn range with the zone */
814         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
815         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
816
817         arg.start_pfn = pfn;
818         arg.nr_pages = nr_pages;
819         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
820
821         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
822         ret = notifier_to_errno(ret);
823         if (ret)
824                 goto failed_addition;
825
826         /*
827          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
828          * This means the page allocator ignores this zone.
829          * So, zonelist must be updated after online.
830          */
831         if (!populated_zone(zone)) {
832                 need_zonelists_rebuild = 1;
833                 setup_zone_pageset(zone);
834         }
835
836         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
837                 online_pages_range);
838         if (ret) {
839                 /* not a single memory resource was applicable */
840                 if (need_zonelists_rebuild)
841                         zone_pcp_reset(zone);
842                 goto failed_addition;
843         }
844
845         zone->present_pages += onlined_pages;
846
847         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
848         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
849         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
850
851         shuffle_zone(zone);
852
853         node_states_set_node(nid, &arg);
854         if (need_zonelists_rebuild)
855                 build_all_zonelists(NULL);
856         else
857                 zone_pcp_update(zone);
858
859         init_per_zone_wmark_min();
860
861         kswapd_run(nid);
862         kcompactd_run(nid);
863
864         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
865
866         writeback_set_ratelimit();
867
868         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
869         mem_hotplug_done();
870         return 0;
871
872 failed_addition:
873         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
874                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
875                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
876         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
877         mem_hotplug_done();
878         return ret;
879 }
880 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
881
882 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
883 {
884         struct zone *z;
885
886         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
887                 z->present_pages = 0;
888
889         pgdat->node_present_pages = 0;
890 }
891
892 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
893 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
894 {
895         struct pglist_data *pgdat;
896         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
897
898         pgdat = NODE_DATA(nid);
899         if (!pgdat) {
900                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
901                 if (!pgdat)
902                         return NULL;
903
904                 pgdat->per_cpu_nodestats =
905                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
906                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
907         } else {
908                 int cpu;
909                 /*
910                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
911                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
912                  * when it starts in the near future.
913                  */
914                 pgdat->nr_zones = 0;
915                 pgdat->kswapd_order = 0;
916                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
917                 for_each_online_cpu(cpu) {
918                         struct per_cpu_nodestat *p;
919
920                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
921                         memset(p, 0, sizeof(*p));
922                 }
923         }
924
925         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
926
927         pgdat->node_id = nid;
928         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
929
930         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
931         free_area_init_core_hotplug(nid);
932
933         /*
934          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
935          * to access not-initialized zonelist, build here.
936          */
937         build_all_zonelists(pgdat);
938
939         /*
940          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
941          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
942          * online_pages() and offline_pages().
943          */
944         reset_node_managed_pages(pgdat);
945         reset_node_present_pages(pgdat);
946
947         return pgdat;
948 }
949
950 static void rollback_node_hotadd(int nid)
951 {
952         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
953
954         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
955         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
956         arch_free_nodedata(pgdat);
957 }
958
959
960 /**
961  * try_online_node - online a node if offlined
962  * @nid: the node ID
963  * @start: start addr of the node
964  * @set_node_online: Whether we want to online the node
965  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
966  *
967  * Returns:
968  * 1 -> a new node has been allocated
969  * 0 -> the node is already online
970  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
971  */
972 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
973 {
974         pg_data_t *pgdat;
975         int ret = 1;
976
977         if (node_online(nid))
978                 return 0;
979
980         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
981         if (!pgdat) {
982                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
983                 ret = -ENOMEM;
984                 goto out;
985         }
986
987         if (set_node_online) {
988                 node_set_online(nid);
989                 ret = register_one_node(nid);
990                 BUG_ON(ret);
991         }
992 out:
993         return ret;
994 }
995
996 /*
997  * Users of this function always want to online/register the node
998  */
999 int try_online_node(int nid)
1000 {
1001         int ret;
1002
1003         mem_hotplug_begin();
1004         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1005         mem_hotplug_done();
1006         return ret;
1007 }
1008
1009 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1010 {
1011         /* memory range must be block size aligned */
1012         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1013             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1014                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1015                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1016                 return -EINVAL;
1017         }
1018
1019         return 0;
1020 }
1021
1022 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1023 {
1024         return device_online(&mem->dev);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1029  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1030  *
1031  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1032  */
1033 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1034 {
1035         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1036         u64 start, size;
1037         bool new_node = false;
1038         int ret;
1039
1040         start = res->start;
1041         size = resource_size(res);
1042
1043         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1044         if (ret)
1045                 return ret;
1046
1047         mem_hotplug_begin();
1048
1049         /*
1050          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1051          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1052          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1053          * be removed at hot-remove time.
1054          */
1055         memblock_add_node(start, size, nid);
1056
1057         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1058         if (ret < 0)
1059                 goto error;
1060         new_node = ret;
1061
1062         /* call arch's memory hotadd */
1063         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1064         if (ret < 0)
1065                 goto error;
1066
1067         /* create memory block devices after memory was added */
1068         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1069         if (ret) {
1070                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1071                 goto error;
1072         }
1073
1074         if (new_node) {
1075                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1076                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1077                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1078                  * We online node here. We can't roll back from here.
1079                  */
1080                 node_set_online(nid);
1081                 ret = __register_one_node(nid);
1082                 BUG_ON(ret);
1083         }
1084
1085         /* link memory sections under this node.*/
1086         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1087         BUG_ON(ret);
1088
1089         /* create new memmap entry */
1090         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1091
1092         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1093         mem_hotplug_done();
1094
1095         /* online pages if requested */
1096         if (memhp_auto_online)
1097                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1098
1099         return ret;
1100 error:
1101         /* rollback pgdat allocation and others */
1102         if (new_node)
1103                 rollback_node_hotadd(nid);
1104         memblock_remove(start, size);
1105         mem_hotplug_done();
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1110 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1111 {
1112         struct resource *res;
1113         int ret;
1114
1115         res = register_memory_resource(start, size);
1116         if (IS_ERR(res))
1117                 return PTR_ERR(res);
1118
1119         ret = add_memory_resource(nid, res);
1120         if (ret < 0)
1121                 release_memory_resource(res);
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1126 {
1127         int rc;
1128
1129         lock_device_hotplug();
1130         rc = __add_memory(nid, start, size);
1131         unlock_device_hotplug();
1132
1133         return rc;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1136
1137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1138 /*
1139  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1140  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1141  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1142  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1143  * be located at the start of the pageblock
1144  */
1145 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1146 {
1147         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1148 }
1149
1150 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1151 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1152 {
1153         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1154
1155         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1156         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1157
1158         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1159         if (pageblock_free(page)) {
1160                 int order;
1161                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1162                 order = page_order(page);
1163                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1164                         return pfn + (1 << order);
1165         }
1166
1167         return pfn + pageblock_nr_pages;
1168 }
1169
1170 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1171 {
1172         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1173         struct zone *zone;
1174
1175         /*
1176          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1177          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1178          * the zone but still within the section.
1179          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1180          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1181          */
1182         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1183                 return false;
1184
1185         zone = page_zone(page);
1186         pfn = page_to_pfn(page);
1187         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1188                 return false;
1189
1190         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE,
1191                                     MEMORY_OFFLINE);
1192 }
1193
1194 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1195 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1196 {
1197         unsigned long end_pfn, pfn;
1198
1199         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1200                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1201
1202         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1203         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1204                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1205                         return false;
1206                 cond_resched();
1207         }
1208
1209         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1210         return true;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1215  * When true, return its valid [start, end).
1216  */
1217 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1218                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1219 {
1220         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1221         unsigned long start, end;
1222         struct zone *zone = NULL;
1223         struct page *page;
1224         int i;
1225         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1226              pfn < end_pfn;
1227              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1228                 /* Make sure the memory section is present first */
1229                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1230                         continue;
1231                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1232                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1233                         i = 0;
1234                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1235                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1236                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1237                                 i++;
1238                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1239                                 continue;
1240                         /* Check if we got outside of the zone */
1241                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1242                                 return 0;
1243                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1244                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1245                                 return 0;
1246                         if (!zone)
1247                                 start = pfn + i;
1248                         zone = page_zone(page);
1249                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1250                 }
1251         }
1252
1253         if (zone) {
1254                 *valid_start = start;
1255                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1256                 return 1;
1257         } else {
1258                 return 0;
1259         }
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1264  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1265  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1266  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1267  */
1268 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1269 {
1270         unsigned long pfn;
1271
1272         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1273                 struct page *page, *head;
1274                 unsigned long skip;
1275
1276                 if (!pfn_valid(pfn))
1277                         continue;
1278                 page = pfn_to_page(pfn);
1279                 if (PageLRU(page))
1280                         return pfn;
1281                 if (__PageMovable(page))
1282                         return pfn;
1283
1284                 if (!PageHuge(page))
1285                         continue;
1286                 head = compound_head(page);
1287                 if (page_huge_active(head))
1288                         return pfn;
1289                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1290                 pfn += skip - 1;
1291         }
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1296 {
1297         int nid = page_to_nid(page);
1298         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1299
1300         /*
1301          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1302          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1303          * of the only existing node)
1304          */
1305         node_clear(nid, nmask);
1306         if (nodes_empty(nmask))
1307                 node_set(nid, nmask);
1308
1309         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1310 }
1311
1312 static int
1313 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1314 {
1315         unsigned long pfn;
1316         struct page *page;
1317         int ret = 0;
1318         LIST_HEAD(source);
1319
1320         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1321                 if (!pfn_valid(pfn))
1322                         continue;
1323                 page = pfn_to_page(pfn);
1324
1325                 if (PageHuge(page)) {
1326                         struct page *head = compound_head(page);
1327                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1328                         isolate_huge_page(head, &source);
1329                         continue;
1330                 } else if (PageTransHuge(page))
1331                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1332                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1333
1334                 /*
1335                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1336                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1337                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1338                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1339                  * the unmap as the catch all safety net).
1340                  */
1341                 if (PageHWPoison(page)) {
1342                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1343                                 isolate_lru_page(page);
1344                         if (page_mapped(page))
1345                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1346                         continue;
1347                 }
1348
1349                 if (!get_page_unless_zero(page))
1350                         continue;
1351                 /*
1352                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1353                  * LRU and non-lru movable pages.
1354                  */
1355                 if (PageLRU(page))
1356                         ret = isolate_lru_page(page);
1357                 else
1358                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1359                 if (!ret) { /* Success */
1360                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1361                         if (!__PageMovable(page))
1362                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1363                                                     page_is_file_cache(page));
1364
1365                 } else {
1366                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1367                         dump_page(page, "isolation failed");
1368                 }
1369                 put_page(page);
1370         }
1371         if (!list_empty(&source)) {
1372                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1373                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1374                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1375                 if (ret) {
1376                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1377                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1378                                        page_to_pfn(page), ret);
1379                                 dump_page(page, "migration failure");
1380                         }
1381                         putback_movable_pages(&source);
1382                 }
1383         }
1384
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1389 static int
1390 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1391                         void *data)
1392 {
1393         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1394
1395         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1401  */
1402 static int
1403 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1404                         void *data)
1405 {
1406         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1407                                    MEMORY_OFFLINE);
1408 }
1409
1410 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1411 {
1412 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1413         movable_node_enabled = true;
1414 #else
1415         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1416 #endif
1417         return 0;
1418 }
1419 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1420
1421 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1422 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1423                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1424 {
1425         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1426         unsigned long present_pages = 0;
1427         enum zone_type zt;
1428
1429         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1430         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1431         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1432
1433         /*
1434          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1435          * If the memory to be offline is within the range
1436          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1437          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1438          * thus we can determine that we need to clear the node from
1439          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1440          */
1441         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1442                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1443         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1444                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1445
1446 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1447         /*
1448          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1449          * have normal memory or high memory.
1450          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1451          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1452          * we determine that the zones in that range become empty,
1453          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1454          */
1455         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1456         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1457                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1458 #endif
1459
1460         /*
1461          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1462          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1463          * as well.
1464          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1465          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1466          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1467          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1468          * it for N_MEMORY as well.
1469          */
1470         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1471
1472         if (nr_pages >= present_pages)
1473                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1474 }
1475
1476 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1477 {
1478         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1479                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1480
1481         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1482                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1483
1484         if (arg->status_change_nid >= 0)
1485                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1486 }
1487
1488 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1489                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1490 {
1491         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1492
1493         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1494         return 0;
1495 }
1496
1497 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1498                   unsigned long end_pfn)
1499 {
1500         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1501         unsigned long offlined_pages = 0;
1502         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1503         unsigned long flags;
1504         unsigned long valid_start, valid_end;
1505         struct zone *zone;
1506         struct memory_notify arg;
1507         char *reason;
1508
1509         mem_hotplug_begin();
1510
1511         /*
1512          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1513          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1514          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1515          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1516          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1517          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1518          */
1519         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1520                               count_system_ram_pages_cb);
1521         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1522                 ret = -EINVAL;
1523                 reason = "memory holes";
1524                 goto failed_removal;
1525         }
1526
1527         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1528            we assume this for now. .*/
1529         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1530                                   &valid_end)) {
1531                 ret = -EINVAL;
1532                 reason = "multizone range";
1533                 goto failed_removal;
1534         }
1535
1536         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1537         node = zone_to_nid(zone);
1538
1539         /* set above range as isolated */
1540         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1541                                        MIGRATE_MOVABLE,
1542                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1543         if (ret < 0) {
1544                 reason = "failure to isolate range";
1545                 goto failed_removal;
1546         }
1547         nr_isolate_pageblock = ret;
1548
1549         arg.start_pfn = start_pfn;
1550         arg.nr_pages = nr_pages;
1551         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1552
1553         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1554         ret = notifier_to_errno(ret);
1555         if (ret) {
1556                 reason = "notifier failure";
1557                 goto failed_removal_isolated;
1558         }
1559
1560         do {
1561                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1562                         if (signal_pending(current)) {
1563                                 ret = -EINTR;
1564                                 reason = "signal backoff";
1565                                 goto failed_removal_isolated;
1566                         }
1567
1568                         cond_resched();
1569                         lru_add_drain_all();
1570
1571                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1572                         if (pfn) {
1573                                 /*
1574                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1575                                  * out
1576                                  */
1577                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1578                         }
1579                 }
1580
1581                 /*
1582                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1583                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1584                  * counting consistent.
1585                  */
1586                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1587                 if (ret) {
1588                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1589                         goto failed_removal_isolated;
1590                 }
1591                 /* check again */
1592                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1593                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1594         } while (ret);
1595
1596         /* Ok, all of our target is isolated.
1597            We cannot do rollback at this point. */
1598         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1599                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1600         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1601         /*
1602          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1603          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1604          * pageblocks zone counter here.
1605          */
1606         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1607         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1608         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1609
1610         /* removal success */
1611         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1612         zone->present_pages -= offlined_pages;
1613
1614         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1615         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1616         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1617
1618         init_per_zone_wmark_min();
1619
1620         if (!populated_zone(zone)) {
1621                 zone_pcp_reset(zone);
1622                 build_all_zonelists(NULL);
1623         } else
1624                 zone_pcp_update(zone);
1625
1626         node_states_clear_node(node, &arg);
1627         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1628                 kswapd_stop(node);
1629                 kcompactd_stop(node);
1630         }
1631
1632         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1633         writeback_set_ratelimit();
1634
1635         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1636         mem_hotplug_done();
1637         return 0;
1638
1639 failed_removal_isolated:
1640         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1641         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1642 failed_removal:
1643         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1644                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1645                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1646                  reason);
1647         /* pushback to free area */
1648         mem_hotplug_done();
1649         return ret;
1650 }
1651
1652 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1653 {
1654         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1655 }
1656
1657 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1658 {
1659         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1660
1661         if (unlikely(ret)) {
1662                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1663
1664                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1665                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1666                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1667                         &beginpa, &endpa);
1668
1669                 return -EBUSY;
1670         }
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1675 {
1676         int cpu;
1677
1678         for_each_present_cpu(cpu) {
1679                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1680                         /*
1681                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1682                          * offline this node.
1683                          */
1684                         return -EBUSY;
1685         }
1686
1687         return 0;
1688 }
1689
1690 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1691 {
1692         int nid = *(int *)arg;
1693
1694         /*
1695          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1696          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1697          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1698          */
1699         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1700 }
1701
1702 /**
1703  * try_offline_node
1704  * @nid: the node ID
1705  *
1706  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1707  *
1708  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1709  * and online/offline operations before this call.
1710  */
1711 void try_offline_node(int nid)
1712 {
1713         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1714         int rc;
1715
1716         /*
1717          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1718          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1719          * e.g., after the memory block was onlined.
1720          */
1721         if (pgdat->node_spanned_pages)
1722                 return;
1723
1724         /*
1725          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1726          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1727          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1728          */
1729         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1730         if (rc)
1731                 return;
1732
1733         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1734                 return;
1735
1736         /*
1737          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1738          * node now.
1739          */
1740         node_set_offline(nid);
1741         unregister_one_node(nid);
1742 }
1743 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1744
1745 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1746                                       resource_size_t size)
1747 {
1748         int ret;
1749
1750         /*
1751          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1752          * this function never fails. It might only fail if resources
1753          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1754          * removing of memory cannot fail.
1755          */
1756         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1757         if (ret) {
1758                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1759
1760                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1761                         &start, &endres, ret);
1762         }
1763 }
1764
1765 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1766 {
1767         int rc = 0;
1768
1769         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1770
1771         mem_hotplug_begin();
1772
1773         /*
1774          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1775          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1776          * if this is not the case.
1777          */
1778         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1779         if (rc)
1780                 goto done;
1781
1782         /* remove memmap entry */
1783         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1784
1785         /* remove memory block devices before removing memory */
1786         remove_memory_block_devices(start, size);
1787
1788         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1789         memblock_free(start, size);
1790         memblock_remove(start, size);
1791         __release_memory_resource(start, size);
1792
1793         try_offline_node(nid);
1794
1795 done:
1796         mem_hotplug_done();
1797         return rc;
1798 }
1799
1800 /**
1801  * remove_memory
1802  * @nid: the node ID
1803  * @start: physical address of the region to remove
1804  * @size: size of the region to remove
1805  *
1806  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1807  * and online/offline operations before this call, as required by
1808  * try_offline_node().
1809  */
1810 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1811 {
1812
1813         /*
1814          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1815          * function
1816          */
1817         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1818                 BUG();
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1823  * some memory is not offline
1824  */
1825 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1826 {
1827         int rc;
1828
1829         lock_device_hotplug();
1830         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1831         unlock_device_hotplug();
1832
1833         return rc;
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1836 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */