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/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  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 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res, *conflict;
 103         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 104         if (!res)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         res->name = "System RAM";
 108         res->start = start;
 109         res->end = start + size - 1;
 110         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 111         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 112         if (conflict) {
 113                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 114                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 115                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 116                                  (unsigned long long)start);
 117                 }
 118                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 119                 kfree(res);
 120                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 121         }
 122         return res;
 123 }
 124
 125 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 126 {
 127         if (!res)
 128                 return;
 129         release_resource(res);
 130         kfree(res);
 131         return;
 132 }
 133
 134 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 135 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 136                       unsigned long type)
 137 {
 138         page->freelist = (void *)type;
 139         SetPagePrivate(page);
 140         set_page_private(page, info);
 141         page_ref_inc(page);
 142 }
 143
 144 void put_page_bootmem(struct page *page)
 145 {
 146         unsigned long type;
 147
 148         type = (unsigned long) page->freelist;
 149         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 150                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 151
 152         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 153                 page->freelist = NULL;
 154                 ClearPagePrivate(page);
 155                 set_page_private(page, 0);
 156                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 157                 free_reserved_page(page);
 158         }
 159 }
 160
 161 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 162 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 163 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 164 {
 165         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 166         struct mem_section *ms;
 167         struct page *page, *memmap;
 168
 169         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 170         ms = __nr_to_section(section_nr);
 171
 172         /* Get section's memmap address */
 173         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 174
 175         /*
 176          * Get page for the memmap's phys address
 177          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 178          */
 179         page = virt_to_page(memmap);
 180         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 181         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 182
 183         /* remember memmap's page */
 184         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 185                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 186
 187         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 188         page = virt_to_page(usemap);
 189
 190         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 191
 192         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 193                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 194
 195 }
 196 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 197 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 198 {
 199         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 200         struct mem_section *ms;
 201         struct page *page, *memmap;
 202
 203         if (!pfn_valid(start_pfn))
 204                 return;
 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 = __nr_to_section(section_nr)->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         int i;
 257
 258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 259                 return -EEXIST;
 260
 261         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
 262         if (ret < 0)
 263                 return ret;
 264
 265         /*
 266          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
 267          * initialized state.
 268          * FIXME: We also have to associate it with a node because page_to_nid
 269          * relies on having page with the proper node.
 270          */
 271         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
 272                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
 273                 struct page *page;
 274                 if (!pfn_valid(pfn))
 275                         continue;
 276
 277                 page = pfn_to_page(pfn);
 278                 set_page_node(page, nid);
 279                 SetPageReserved(page);
 280         }
 281
 282         if (!want_memblock)
 283                 return 0;
 284
 285         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 290  * expected that archs that support memory hotplug will
 291  * call this function after deciding the zone to which to
 292  * add the new pages.
 293  */
 294 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 295                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 296                 bool want_memblock)
 297 {
 298         unsigned long i;
 299         int err = 0;
 300         int start_sec, end_sec;
 301
 302         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 303         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 304         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 305
 306         if (altmap) {
 307                 /*
 308                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 309                  */
 310                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 311                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 312                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 313                         err = -EINVAL;
 314                         goto out;
 315                 }
 316                 altmap->alloc = 0;
 317         }
 318
 319         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 320                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 321                                 want_memblock);
 322
 323                 /*
 324                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 325                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 326                  * Warning will be printed if there is collision.
 327                  */
 328                 if (err && (err != -EEXIST))
 329                         break;
 330                 err = 0;
 331                 cond_resched();
 332         }
 333         vmemmap_populate_print_last();
 334 out:
 335         return err;
 336 }
 337
 338 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 339 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 340 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 341                                      unsigned long start_pfn,
 342                                      unsigned long end_pfn)
 343 {
 344         struct mem_section *ms;
 345
 346         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 347                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 348
 349                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 350                         continue;
 351
 352                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 353                         continue;
 354
 355                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 356                         continue;
 357
 358                 return start_pfn;
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 365 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 366                                     unsigned long start_pfn,
 367                                     unsigned long end_pfn)
 368 {
 369         struct mem_section *ms;
 370         unsigned long pfn;
 371
 372         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 373         pfn = end_pfn - 1;
 374         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 375                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 376
 377                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 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         struct mem_section *ms;
 400         int nid = zone_to_nid(zone);
 401
 402         zone_span_writelock(zone);
 403         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 404                 /*
 405                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 406                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 407                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 408                  * for shrinking zone.
 409                  */
 410                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 411                                                 zone_end_pfn);
 412                 if (pfn) {
 413                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 414                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 415                 }
 416         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 417                 /*
 418                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 419                  * shrink zone->spanned_pages.
 420                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 421                  * shrinking zone.
 422                  */
 423                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 424                                                start_pfn);
 425                 if (pfn)
 426                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 427         }
 428
 429         /*
 430          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 431          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 432          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 433          * it check the zone has only hole or not.
 434          */
 435         pfn = zone_start_pfn;
 436         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 437                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 438
 439                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 440                         continue;
 441
 442                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 443                         continue;
 444
 445                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 446                 if (start_pfn == pfn)
 447                         continue;
 448
 449                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 450                 zone_span_writeunlock(zone);
 451                 return;
 452         }
 453
 454         /* The zone has no valid section */
 455         zone->zone_start_pfn = 0;
 456         zone->spanned_pages = 0;
 457         zone_span_writeunlock(zone);
 458 }
 459
 460 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 461                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 462 {
 463         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 464         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 465         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 466         unsigned long pfn;
 467         struct mem_section *ms;
 468         int nid = pgdat->node_id;
 469
 470         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 471                 /*
 472                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 473                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 474                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 475                  * for shrinking zone.
 476                  */
 477                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 478                                                 pgdat_end_pfn);
 479                 if (pfn) {
 480                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 481                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 482                 }
 483         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 484                 /*
 485                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 486                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 487                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 488                  * shrinking zone.
 489                  */
 490                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 491                                                start_pfn);
 492                 if (pfn)
 493                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 498          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 499          * change the pgdat.
 500          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 501          * has only hole or not.
 502          */
 503         pfn = pgdat_start_pfn;
 504         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 505                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 506
 507                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 508                         continue;
 509
 510                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 511                         continue;
 512
 513                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 514                 if (start_pfn == pfn)
 515                         continue;
 516
 517                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 518                 return;
 519         }
 520
 521         /* The pgdat has no valid section */
 522         pgdat->node_start_pfn = 0;
 523         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 524 }
 525
 526 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 527 {
 528         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 529         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 530         unsigned long flags;
 531
 532         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 533         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 534         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 535         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 536 }
 537
 538 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 539                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 540 {
 541         unsigned long start_pfn;
 542         int scn_nr;
 543         int ret = -EINVAL;
 544
 545         if (!valid_section(ms))
 546                 return ret;
 547
 548         ret = unregister_memory_section(ms);
 549         if (ret)
 550                 return ret;
 551
 552         scn_nr = __section_nr(ms);
 553         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 554         __remove_zone(zone, start_pfn);
 555
 556         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 /**
 561  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 562  * @zone: zone from which pages need to be removed
 563  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 564  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 565  *
 566  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 567  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 568  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 569  * calling offline_pages().
 570  */
 571 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 572                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 573 {
 574         unsigned long i;
 575         unsigned long map_offset = 0;
 576         int sections_to_remove, ret = 0;
 577
 578         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 579         if (is_dev_zone(zone)) {
 580                 if (altmap)
 581                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 582         } else {
 583                 resource_size_t start, size;
 584
 585                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 586                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 587
 588                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 589                                         size);
 590                 if (ret) {
 591                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 592
 593                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 594                                         &start, &endres, ret);
 595                 }
 596         }
 597
 598         clear_zone_contiguous(zone);
 599
 600         /*
 601          * We can only remove entire sections
 602          */
 603         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 604         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 605
 606         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 607         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 608                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 609
 610                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 611                                 altmap);
 612                 map_offset = 0;
 613                 if (ret)
 614                         break;
 615         }
 616
 617         set_zone_contiguous(zone);
 618
 619         return ret;
 620 }
 621 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 622
 623 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 624 {
 625         int rc = -EINVAL;
 626
 627         get_online_mems();
 628         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 629
 630         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 631                 online_page_callback = callback;
 632                 rc = 0;
 633         }
 634
 635         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 636         put_online_mems();
 637
 638         return rc;
 639 }
 640 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 641
 642 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 643 {
 644         int rc = -EINVAL;
 645
 646         get_online_mems();
 647         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 648
 649         if (online_page_callback == callback) {
 650                 online_page_callback = generic_online_page;
 651                 rc = 0;
 652         }
 653
 654         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 655         put_online_mems();
 656
 657         return rc;
 658 }
 659 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 660
 661 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 662 {
 663 }
 664 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 665
 666 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 667 {
 668         adjust_managed_page_count(page, 1);
 669 }
 670 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 671
 672 void __online_page_free(struct page *page)
 673 {
 674         __free_reserved_page(page);
 675 }
 676 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 677
 678 static void generic_online_page(struct page *page)
 679 {
 680         __online_page_set_limits(page);
 681         __online_page_increment_counters(page);
 682         __online_page_free(page);
 683 }
 684
 685 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 686                         void *arg)
 687 {
 688         unsigned long i;
 689         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 690         struct page *page;
 691
 692         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 693                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 694                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 695                         (*online_page_callback)(page);
 696                         onlined_pages++;
 697                 }
 698
 699         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 700
 701         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 706 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 707         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 708 {
 709         int nid = zone_to_nid(zone);
 710         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 711
 712         /*
 713          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 714          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 715          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 716          *
 717          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 718          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 719          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 720          */
 721         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 722                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 723
 724         /*
 725          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 726          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 727          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 728          * the memory is online.
 729          */
 730         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 731                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 732         else
 733                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 734
 735 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 736         /*
 737          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 738          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 739          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 740          *
 741          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 742          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 743          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 744          */
 745         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 746         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 747                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 748
 749         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 750                 arg->status_change_nid_high = nid;
 751         else
 752                 arg->status_change_nid_high = -1;
 753 #else
 754         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 755 #endif
 756
 757         /*
 758          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 759          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 760          * is online.
 761          */
 762         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 763                 arg->status_change_nid = nid;
 764         else
 765                 arg->status_change_nid = -1;
 766 }
 767
 768 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 769 {
 770         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 771                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 772
 773         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 774                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 775
 776         node_set_state(node, N_MEMORY);
 777 }
 778
 779 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 780                 unsigned long nr_pages)
 781 {
 782         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 783
 784         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 785                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 786
 787         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 788 }
 789
 790 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 791                                      unsigned long nr_pages)
 792 {
 793         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 794
 795         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 796                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 797
 798         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 799 }
 800
 801 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 802                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 803 {
 804         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 805         int nid = pgdat->node_id;
 806         unsigned long flags;
 807
 808         if (zone_is_empty(zone))
 809                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 810
 811         clear_zone_contiguous(zone);
 812
 813         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 814         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 815         zone_span_writelock(zone);
 816         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 817         zone_span_writeunlock(zone);
 818         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 819         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 820
 821         /*
 822          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 823          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 824          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 825          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 826          */
 827         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 828                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 829
 830         set_zone_contiguous(zone);
 831 }
 832
 833 /*
 834  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 835  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 836  * to the ZONE_NORMAL.
 837  */
 838 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 839                 unsigned long nr_pages)
 840 {
 841         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 842         int zid;
 843
 844         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 845                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 846
 847                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 848                         return zone;
 849         }
 850
 851         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 852 }
 853
 854 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 855                 unsigned long nr_pages)
 856 {
 857         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 858                         nr_pages);
 859         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 860         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 861         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 862
 863         /*
 864          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 865          * overlap in the given range
 866          */
 867         if (in_kernel ^ in_movable)
 868                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 869
 870         /*
 871          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 872          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 873          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 874          */
 875         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 876 }
 877
 878 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 879                 unsigned long nr_pages)
 880 {
 881         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 882                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 883
 884         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 885                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 886
 887         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 892  * for the given online type.
 893  */
 894 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 895                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 896 {
 897         struct zone *zone;
 898
 899         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 900         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 901         return zone;
 902 }
 903
 904 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 905 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 906 {
 907         unsigned long flags;
 908         unsigned long onlined_pages = 0;
 909         struct zone *zone;
 910         int need_zonelists_rebuild = 0;
 911         int nid;
 912         int ret;
 913         struct memory_notify arg;
 914
 915         nid = pfn_to_nid(pfn);
 916         /* associate pfn range with the zone */
 917         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 918
 919         arg.start_pfn = pfn;
 920         arg.nr_pages = nr_pages;
 921         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 922
 923         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 924         ret = notifier_to_errno(ret);
 925         if (ret)
 926                 goto failed_addition;
 927
 928         /*
 929          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 930          * This means the page allocator ignores this zone.
 931          * So, zonelist must be updated after online.
 932          */
 933         if (!populated_zone(zone)) {
 934                 need_zonelists_rebuild = 1;
 935                 setup_zone_pageset(zone);
 936         }
 937
 938         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 939                 online_pages_range);
 940         if (ret) {
 941                 if (need_zonelists_rebuild)
 942                         zone_pcp_reset(zone);
 943                 goto failed_addition;
 944         }
 945
 946         zone->present_pages += onlined_pages;
 947
 948         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 949         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 950         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 951
 952         if (onlined_pages) {
 953                 node_states_set_node(nid, &arg);
 954                 if (need_zonelists_rebuild)
 955                         build_all_zonelists(NULL);
 956                 else
 957                         zone_pcp_update(zone);
 958         }
 959
 960         init_per_zone_wmark_min();
 961
 962         if (onlined_pages) {
 963                 kswapd_run(nid);
 964                 kcompactd_run(nid);
 965         }
 966
 967         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 968
 969         writeback_set_ratelimit();
 970
 971         if (onlined_pages)
 972                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 973         return 0;
 974
 975 failed_addition:
 976         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 977                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 978                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 979         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 980         return ret;
 981 }
 982 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 983
 984 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 985 {
 986         struct zone *z;
 987
 988         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 989                 z->present_pages = 0;
 990
 991         pgdat->node_present_pages = 0;
 992 }
 993
 994 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 995 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 996 {
 997         struct pglist_data *pgdat;
 998         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 999         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1000         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1001
1002         pgdat = NODE_DATA(nid);
1003         if (!pgdat) {
1004                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1005                 if (!pgdat)
1006                         return NULL;
1007
1008                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1009         } else {
1010                 /*
1011                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1012                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1013                  * when it starts in the near future.
1014                  */
1015                 pgdat->nr_zones = 0;
1016                 pgdat->kswapd_order = 0;
1017                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1018         }
1019
1020         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1021
1022         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1023         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1024         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1025
1026         /*
1027          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1028          * to access not-initialized zonelist, build here.
1029          */
1030         build_all_zonelists(pgdat);
1031
1032         /*
1033          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1034          * free_area_init_core(), which will cause
1035          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1036          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1037          */
1038         reset_node_managed_pages(pgdat);
1039
1040         /*
1041          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1042          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1043          * online_pages() and offline_pages().
1044          */
1045         reset_node_present_pages(pgdat);
1046
1047         return pgdat;
1048 }
1049
1050 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1051 {
1052         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1053         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1054         arch_free_nodedata(pgdat);
1055         return;
1056 }
1057
1058
1059 /**
1060  * try_online_node - online a node if offlined
1061  *
1062  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1063  */
1064 int try_online_node(int nid)
1065 {
1066         pg_data_t       *pgdat;
1067         int     ret;
1068
1069         if (node_online(nid))
1070                 return 0;
1071
1072         mem_hotplug_begin();
1073         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1074         if (!pgdat) {
1075                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1076                 ret = -ENOMEM;
1077                 goto out;
1078         }
1079         node_set_online(nid);
1080         ret = register_one_node(nid);
1081         BUG_ON(ret);
1082 out:
1083         mem_hotplug_done();
1084         return ret;
1085 }
1086
1087 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1088 {
1089         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1090         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1091
1092         /* Memory range must be aligned with section */
1093         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1094             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1095                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1096                                 (unsigned long long)start,
1097                                 (unsigned long long)size);
1098                 return -EINVAL;
1099         }
1100
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1105 {
1106         return device_online(&mem->dev);
1107 }
1108
1109 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1110 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1111 {
1112         u64 start, size;
1113         pg_data_t *pgdat = NULL;
1114         bool new_pgdat;
1115         bool new_node;
1116         int ret;
1117
1118         start = res->start;
1119         size = resource_size(res);
1120
1121         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1122         if (ret)
1123                 return ret;
1124
1125         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1126                 void *p = NODE_DATA(nid);
1127                 new_pgdat = !p;
1128         }
1129
1130         mem_hotplug_begin();
1131
1132         /*
1133          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1134          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1135          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1136          * be removed at hot-remove time.
1137          */
1138         memblock_add_node(start, size, nid);
1139
1140         new_node = !node_online(nid);
1141         if (new_node) {
1142                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1143                 ret = -ENOMEM;
1144                 if (!pgdat)
1145                         goto error;
1146         }
1147
1148         /* call arch's memory hotadd */
1149         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1150
1151         if (ret < 0)
1152                 goto error;
1153
1154         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1155         node_set_online(nid);
1156
1157         if (new_node) {
1158                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1159                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1160
1161                 ret = __register_one_node(nid);
1162                 if (ret)
1163                         goto register_fail;
1164
1165                 /*
1166                  * link memory sections under this node. This is already
1167                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1168                  * but that depends to have the node registered so offline
1169                  * nodes have to go through register_node.
1170                  * TODO clean up this mess.
1171                  */
1172                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1173 register_fail:
1174                 /*
1175                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1176                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1177                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1178                  */
1179                 BUG_ON(ret);
1180         }
1181
1182         /* create new memmap entry */
1183         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1184
1185         /* online pages if requested */
1186         if (online)
1187                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1188                                   NULL, online_memory_block);
1189
1190         goto out;
1191
1192 error:
1193         /* rollback pgdat allocation and others */
1194         if (new_pgdat && pgdat)
1195                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1196         memblock_remove(start, size);
1197
1198 out:
1199         mem_hotplug_done();
1200         return ret;
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1203
1204 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1205 {
1206         struct resource *res;
1207         int ret;
1208
1209         res = register_memory_resource(start, size);
1210         if (IS_ERR(res))
1211                 return PTR_ERR(res);
1212
1213         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1214         if (ret < 0)
1215                 release_memory_resource(res);
1216         return ret;
1217 }
1218 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1219
1220 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1221 /*
1222  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1223  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1224  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1225  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1226  * be located at the start of the pageblock
1227  */
1228 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1229 {
1230         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1231 }
1232
1233 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1234 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1235 {
1236         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1237         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1238
1239         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1240         if (pageblock_free(page)) {
1241                 int order;
1242                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1243                 order = page_order(page);
1244                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1245                         return page + (1 << order);
1246         }
1247
1248         return page + pageblock_nr_pages;
1249 }
1250
1251 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1252 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1253 {
1254         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1255         struct page *end_page = page + nr_pages;
1256
1257         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1258         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1259                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1260                         return false;
1261                 cond_resched();
1262         }
1263
1264         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1265         return true;
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1270  * When true, return its valid [start, end).
1271  */
1272 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1273                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1274 {
1275         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1276         unsigned long start, end;
1277         struct zone *zone = NULL;
1278         struct page *page;
1279         int i;
1280         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1281              pfn < end_pfn;
1282              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1283                 /* Make sure the memory section is present first */
1284                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1285                         continue;
1286                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1287                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1288                         i = 0;
1289                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1290                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1291                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1292                                 i++;
1293                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1294                                 continue;
1295                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1296                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1297                                 return 0;
1298                         if (!zone)
1299                                 start = pfn + i;
1300                         zone = page_zone(page);
1301                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1302                 }
1303         }
1304
1305         if (zone) {
1306                 *valid_start = start;
1307                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1308                 return 1;
1309         } else {
1310                 return 0;
1311         }
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1316  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1317  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1318  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1319  */
1320 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1321 {
1322         unsigned long pfn;
1323         struct page *page;
1324         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1325                 if (pfn_valid(pfn)) {
1326                         page = pfn_to_page(pfn);
1327                         if (PageLRU(page))
1328                                 return pfn;
1329                         if (__PageMovable(page))
1330                                 return pfn;
1331                         if (PageHuge(page)) {
1332                                 if (page_huge_active(page))
1333                                         return pfn;
1334                                 else
1335                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1336                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1337                         }
1338                 }
1339         }
1340         return 0;
1341 }
1342
1343 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1344                 int **result)
1345 {
1346         int nid = page_to_nid(page);
1347         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1348
1349         /*
1350          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1351          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1352          * of the only existing node)
1353          */
1354         node_clear(nid, nmask);
1355         if (nodes_empty(nmask))
1356                 node_set(nid, nmask);
1357
1358         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1359 }
1360
1361 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1362 static int
1363 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1364 {
1365         unsigned long pfn;
1366         struct page *page;
1367         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1368         int not_managed = 0;
1369         int ret = 0;
1370         LIST_HEAD(source);
1371
1372         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1373                 if (!pfn_valid(pfn))
1374                         continue;
1375                 page = pfn_to_page(pfn);
1376
1377                 if (PageHuge(page)) {
1378                         struct page *head = compound_head(page);
1379                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1380                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1381                                 ret = -EBUSY;
1382                                 break;
1383                         }
1384                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1385                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1386                         continue;
1387                 } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1388                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1389                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
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                         put_page(page);
1403                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1404                         move_pages--;
1405                         if (!__PageMovable(page))
1406                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1407                                                     page_is_file_cache(page));
1408
1409                 } else {
1410 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1411                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1412                         dump_page(page, "isolation failed");
1413 #endif
1414                         put_page(page);
1415                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1416                            check this again here. */
1417                         if (page_count(page)) {
1418                                 not_managed++;
1419                                 ret = -EBUSY;
1420                                 break;
1421                         }
1422                 }
1423         }
1424         if (!list_empty(&source)) {
1425                 if (not_managed) {
1426                         putback_movable_pages(&source);
1427                         goto out;
1428                 }
1429
1430                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1431                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1432                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1433                 if (ret)
1434                         putback_movable_pages(&source);
1435         }
1436 out:
1437         return ret;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1442  */
1443 static int
1444 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1445                         void *data)
1446 {
1447         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 static void
1452 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1453 {
1454         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1455                                 offline_isolated_pages_cb);
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1460  */
1461 static int
1462 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1463                         void *data)
1464 {
1465         int ret;
1466         long offlined = *(long *)data;
1467         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1468         offlined = nr_pages;
1469         if (!ret)
1470                 *(long *)data += offlined;
1471         return ret;
1472 }
1473
1474 static long
1475 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1476 {
1477         long offlined = 0;
1478         int ret;
1479
1480         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1481                         check_pages_isolated_cb);
1482         if (ret < 0)
1483                 offlined = (long)ret;
1484         return offlined;
1485 }
1486
1487 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1488 {
1489 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1490         movable_node_enabled = true;
1491 #else
1492         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1493 #endif
1494         return 0;
1495 }
1496 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1497
1498 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1499 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1500                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1501 {
1502         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1503         unsigned long present_pages = 0;
1504         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1505
1506         /*
1507          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1508          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1509          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1510          *
1511          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1512          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1513          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1514          */
1515         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1516                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1517
1518         /*
1519          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1520          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1521          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1522          * become empty after offline , thus we can determind we will
1523          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1524          */
1525         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1526                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1527         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1528                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1529         else
1530                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1531
1532 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1533         /*
1534          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1535          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1536          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1537          *
1538          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1539          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1540          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1541          */
1542         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1543         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1544                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1545
1546         for (; zt <= zone_last; zt++)
1547                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1548         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1549                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1550         else
1551                 arg->status_change_nid_high = -1;
1552 #else
1553         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1554 #endif
1555
1556         /*
1557          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1558          */
1559         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1560
1561         /*
1562          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1563          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1564          * we can determind we will need to clear the node from
1565          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1566          */
1567         for (; zt <= zone_last; zt++)
1568                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1569         if (nr_pages >= present_pages)
1570                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1571         else
1572                 arg->status_change_nid = -1;
1573 }
1574
1575 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1576 {
1577         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1578                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1579
1580         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1581             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1582                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1583
1584         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1585             (arg->status_change_nid >= 0))
1586                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1587 }
1588
1589 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1590                   unsigned long end_pfn)
1591 {
1592         unsigned long pfn, nr_pages;
1593         long offlined_pages;
1594         int ret, node;
1595         unsigned long flags;
1596         unsigned long valid_start, valid_end;
1597         struct zone *zone;
1598         struct memory_notify arg;
1599
1600         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1601         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1602                 return -EINVAL;
1603         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1604                 return -EINVAL;
1605         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1606            we assume this for now. .*/
1607         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1608                 return -EINVAL;
1609
1610         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1611         node = zone_to_nid(zone);
1612         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1613
1614         /* set above range as isolated */
1615         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1616                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1617         if (ret)
1618                 return ret;
1619
1620         arg.start_pfn = start_pfn;
1621         arg.nr_pages = nr_pages;
1622         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1623
1624         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1625         ret = notifier_to_errno(ret);
1626         if (ret)
1627                 goto failed_removal;
1628
1629         pfn = start_pfn;
1630 repeat:
1631         /* start memory hot removal */
1632         ret = -EINTR;
1633         if (signal_pending(current))
1634                 goto failed_removal;
1635
1636         cond_resched();
1637         lru_add_drain_all_cpuslocked();
1638         drain_all_pages(zone);
1639
1640         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1641         if (pfn) { /* We have movable pages */
1642                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1643                 goto repeat;
1644         }
1645
1646         /*
1647          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1648          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1649          */
1650         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1651         if (ret)
1652                 goto failed_removal;
1653         /* check again */
1654         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1655         if (offlined_pages < 0)
1656                 goto repeat;
1657         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1658         /* Ok, all of our target is isolated.
1659            We cannot do rollback at this point. */
1660         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1661         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1662         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1663         /* removal success */
1664         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1665         zone->present_pages -= offlined_pages;
1666
1667         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1668         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1669         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1670
1671         init_per_zone_wmark_min();
1672
1673         if (!populated_zone(zone)) {
1674                 zone_pcp_reset(zone);
1675                 build_all_zonelists(NULL);
1676         } else
1677                 zone_pcp_update(zone);
1678
1679         node_states_clear_node(node, &arg);
1680         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1681                 kswapd_stop(node);
1682                 kcompactd_stop(node);
1683         }
1684
1685         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1686         writeback_set_ratelimit();
1687
1688         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1689         return 0;
1690
1691 failed_removal:
1692         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1693                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1694                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1695         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1696         /* pushback to free area */
1697         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1702 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1703 {
1704         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1705 }
1706 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1707
1708 /**
1709  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1710  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1711  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1712  * @arg: argument passed to func
1713  * @func: callback for each memory section walked
1714  *
1715  * This function walks through all present mem sections in range
1716  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1717  *
1718  * Returns the return value of func.
1719  */
1720 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1721                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1722 {
1723         struct memory_block *mem = NULL;
1724         struct mem_section *section;
1725         unsigned long pfn, section_nr;
1726         int ret;
1727
1728         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1729                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1730                 if (!present_section_nr(section_nr))
1731                         continue;
1732
1733                 section = __nr_to_section(section_nr);
1734                 /* same memblock? */
1735                 if (mem)
1736                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1737                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1738                                 continue;
1739
1740                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1741                 if (!mem)
1742                         continue;
1743
1744                 ret = func(mem, arg);
1745                 if (ret) {
1746                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1747                         return ret;
1748                 }
1749         }
1750
1751         if (mem)
1752                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1753
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1758 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1759 {
1760         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1761
1762         if (unlikely(ret)) {
1763                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1764
1765                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1766                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1767                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1768                         &beginpa, &endpa);
1769         }
1770
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1775 {
1776         int cpu;
1777
1778         for_each_present_cpu(cpu) {
1779                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1780                         /*
1781                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1782                          * offline this node.
1783                          */
1784                         return -EBUSY;
1785         }
1786
1787         return 0;
1788 }
1789
1790 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1791 {
1792 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1793         int cpu;
1794
1795         for_each_possible_cpu(cpu)
1796                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1797                         numa_clear_node(cpu);
1798 #endif
1799 }
1800
1801 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1802 {
1803         int ret;
1804
1805         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1806         if (ret)
1807                 return ret;
1808
1809         /*
1810          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1811          * the cpu_to_node() now.
1812          */
1813
1814         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1815         return 0;
1816 }
1817
1818 /**
1819  * try_offline_node
1820  *
1821  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1822  *
1823  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1824  * and online/offline operations before this call.
1825  */
1826 void try_offline_node(int nid)
1827 {
1828         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1829         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1830         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1831         unsigned long pfn;
1832
1833         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1834                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1835
1836                 if (!present_section_nr(section_nr))
1837                         continue;
1838
1839                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1840                         continue;
1841
1842                 /*
1843                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1844                  * can't offline node now.
1845                  */
1846                 return;
1847         }
1848
1849         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1850                 return;
1851
1852         /*
1853          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1854          * node now.
1855          */
1856         node_set_offline(nid);
1857         unregister_one_node(nid);
1858 }
1859 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1860
1861 /**
1862  * remove_memory
1863  *
1864  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1865  * and online/offline operations before this call, as required by
1866  * try_offline_node().
1867  */
1868 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1869 {
1870         int ret;
1871
1872         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1873
1874         mem_hotplug_begin();
1875
1876         /*
1877          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1878          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1879          * if this is not the case.
1880          */
1881         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1882                                 check_memblock_offlined_cb);
1883         if (ret)
1884                 BUG();
1885
1886         /* remove memmap entry */
1887         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1888         memblock_free(start, size);
1889         memblock_remove(start, size);
1890
1891         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1892
1893         try_offline_node(nid);
1894
1895         mem_hotplug_done();
1896 }
1897 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1898 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */