mm/memory_hotplug.c: fix the wrong usage of N_HIGH_MEMORY
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
48  */
49
50 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
56
57 void get_online_mems(void)
58 {
59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
60 }
61
62 void put_online_mems(void)
63 {
64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
65 }
66
67 bool movable_node_enabled = false;
68
69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
70 bool memhp_auto_online;
71 #else
72 bool memhp_auto_online = true;
73 #endif
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
75
76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "online"))
79                 memhp_auto_online = true;
80         else if (!strcmp(str, "offline"))
81                 memhp_auto_online = false;
82
83         return 1;
84 }
85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
86
87 void mem_hotplug_begin(void)
88 {
89         cpus_read_lock();
90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
91 }
92
93 void mem_hotplug_done(void)
94 {
95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
96         cpus_read_unlock();
97 }
98
99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106         char *resource_name = "System RAM";
107
108         if (start + size > max_mem_size)
109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
110
111         /*
112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
113          * a child of an existing resource that was present but
114          * not marked as busy.
115          */
116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
117                                resource_name, flags);
118
119         if (!res) {
120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
121                                 start, start + size);
122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
123         }
124         return res;
125 }
126
127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
128 {
129         if (!res)
130                 return;
131         release_resource(res);
132         kfree(res);
133         return;
134 }
135
136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
137 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
138                       unsigned long type)
139 {
140         page->freelist = (void *)type;
141         SetPagePrivate(page);
142         set_page_private(page, info);
143         page_ref_inc(page);
144 }
145
146 void put_page_bootmem(struct page *page)
147 {
148         unsigned long type;
149
150         type = (unsigned long) page->freelist;
151         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
152                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
153
154         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
155                 page->freelist = NULL;
156                 ClearPagePrivate(page);
157                 set_page_private(page, 0);
158                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
159                 free_reserved_page(page);
160         }
161 }
162
163 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
165 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
166 {
167         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
168         struct mem_section *ms;
169         struct page *page, *memmap;
170
171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
172         ms = __nr_to_section(section_nr);
173
174         /* Get section's memmap address */
175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
176
177         /*
178          * Get page for the memmap's phys address
179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
180          */
181         page = virt_to_page(memmap);
182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
184
185         /* remember memmap's page */
186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
188
189         usemap = ms->pageblock_flags;
190         page = virt_to_page(usemap);
191
192         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
193
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
196
197 }
198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
200 {
201         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
202         struct mem_section *ms;
203         struct page *page, *memmap;
204
205         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
206         ms = __nr_to_section(section_nr);
207
208         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
209
210         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
211
212         usemap = ms->pageblock_flags;
213         page = virt_to_page(usemap);
214
215         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
216
217         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
218                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
219 }
220 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
221
222 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
225         int node = pgdat->node_id;
226         struct page *page;
227
228         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
229         page = virt_to_page(pgdat);
230
231         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
232                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
233
234         pfn = pgdat->node_start_pfn;
235         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
236
237         /* register section info */
238         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
239                 /*
240                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
241                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
242                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
243                  * reside in some other nodes.
244                  */
245                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
246                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
247         }
248 }
249 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
250
251 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
252                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
253 {
254         int ret;
255
256         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
257                 return -EEXIST;
258
259         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
260         if (ret < 0)
261                 return ret;
262
263         if (!want_memblock)
264                 return 0;
265
266         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
267 }
268
269 /*
270  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
271  * expected that archs that support memory hotplug will
272  * call this function after deciding the zone to which to
273  * add the new pages.
274  */
275 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
276                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
277                 bool want_memblock)
278 {
279         unsigned long i;
280         int err = 0;
281         int start_sec, end_sec;
282
283         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
284         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
285         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
286
287         if (altmap) {
288                 /*
289                  * Validate altmap is within bounds of the total request
290                  */
291                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
292                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
293                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
294                         err = -EINVAL;
295                         goto out;
296                 }
297                 altmap->alloc = 0;
298         }
299
300         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
301                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
302                                 want_memblock);
303
304                 /*
305                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
306                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
307                  * Warning will be printed if there is collision.
308                  */
309                 if (err && (err != -EEXIST))
310                         break;
311                 err = 0;
312                 cond_resched();
313         }
314         vmemmap_populate_print_last();
315 out:
316         return err;
317 }
318
319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
320 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
321 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
322                                      unsigned long start_pfn,
323                                      unsigned long end_pfn)
324 {
325         struct mem_section *ms;
326
327         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
328                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
329
330                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
331                         continue;
332
333                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
334                         continue;
335
336                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
337                         continue;
338
339                 return start_pfn;
340         }
341
342         return 0;
343 }
344
345 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
346 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
347                                     unsigned long start_pfn,
348                                     unsigned long end_pfn)
349 {
350         struct mem_section *ms;
351         unsigned long pfn;
352
353         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
354         pfn = end_pfn - 1;
355         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
356                 ms = __pfn_to_section(pfn);
357
358                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
359                         continue;
360
361                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
362                         continue;
363
364                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
365                         continue;
366
367                 return pfn;
368         }
369
370         return 0;
371 }
372
373 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
374                              unsigned long end_pfn)
375 {
376         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
377         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
378         unsigned long zone_end_pfn = z;
379         unsigned long pfn;
380         struct mem_section *ms;
381         int nid = zone_to_nid(zone);
382
383         zone_span_writelock(zone);
384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
385                 /*
386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
389                  * for shrinking zone.
390                  */
391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
392                                                 zone_end_pfn);
393                 if (pfn) {
394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
396                 }
397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->spanned_pages.
401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
402                  * shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
405                                                start_pfn);
406                 if (pfn)
407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
408         }
409
410         /*
411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
414          * it check the zone has only hole or not.
415          */
416         pfn = zone_start_pfn;
417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
418                 ms = __pfn_to_section(pfn);
419
420                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
421                         continue;
422
423                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
424                         continue;
425
426                  /* If the section is current section, it continues the loop */
427                 if (start_pfn == pfn)
428                         continue;
429
430                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
431                 zone_span_writeunlock(zone);
432                 return;
433         }
434
435         /* The zone has no valid section */
436         zone->zone_start_pfn = 0;
437         zone->spanned_pages = 0;
438         zone_span_writeunlock(zone);
439 }
440
441 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
442                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
443 {
444         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
445         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
446         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
447         unsigned long pfn;
448         struct mem_section *ms;
449         int nid = pgdat->node_id;
450
451         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
452                 /*
453                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
454                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
455                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
456                  * for shrinking zone.
457                  */
458                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
459                                                 pgdat_end_pfn);
460                 if (pfn) {
461                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
462                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
463                 }
464         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
465                 /*
466                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
467                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
468                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
469                  * shrinking zone.
470                  */
471                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
472                                                start_pfn);
473                 if (pfn)
474                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
475         }
476
477         /*
478          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
479          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
480          * change the pgdat.
481          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
482          * has only hole or not.
483          */
484         pfn = pgdat_start_pfn;
485         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
486                 ms = __pfn_to_section(pfn);
487
488                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
489                         continue;
490
491                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
492                         continue;
493
494                  /* If the section is current section, it continues the loop */
495                 if (start_pfn == pfn)
496                         continue;
497
498                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
499                 return;
500         }
501
502         /* The pgdat has no valid section */
503         pgdat->node_start_pfn = 0;
504         pgdat->node_spanned_pages = 0;
505 }
506
507 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
508 {
509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
510         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
511         unsigned long flags;
512
513         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
514         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
515         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
516         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
517 }
518
519 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
520                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
521 {
522         unsigned long start_pfn;
523         int scn_nr;
524         int ret = -EINVAL;
525
526         if (!valid_section(ms))
527                 return ret;
528
529         ret = unregister_memory_section(ms);
530         if (ret)
531                 return ret;
532
533         scn_nr = __section_nr(ms);
534         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
535         __remove_zone(zone, start_pfn);
536
537         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
538         return 0;
539 }
540
541 /**
542  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
543  * @zone: zone from which pages need to be removed
544  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
545  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
546  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
547  *
548  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
549  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
550  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
551  * calling offline_pages().
552  */
553 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
554                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
555 {
556         unsigned long i;
557         unsigned long map_offset = 0;
558         int sections_to_remove, ret = 0;
559
560         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
561         if (is_dev_zone(zone)) {
562                 if (altmap)
563                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
564         } else {
565                 resource_size_t start, size;
566
567                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
568                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
569
570                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
571                                         size);
572                 if (ret) {
573                         resource_size_t endres = start + size - 1;
574
575                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
576                                         &start, &endres, ret);
577                 }
578         }
579
580         clear_zone_contiguous(zone);
581
582         /*
583          * We can only remove entire sections
584          */
585         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
586         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
587
588         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
589         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
590                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
591
592                 cond_resched();
593                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
594                                 altmap);
595                 map_offset = 0;
596                 if (ret)
597                         break;
598         }
599
600         set_zone_contiguous(zone);
601
602         return ret;
603 }
604 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
605
606 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
607 {
608         int rc = -EINVAL;
609
610         get_online_mems();
611         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
612
613         if (online_page_callback == generic_online_page) {
614                 online_page_callback = callback;
615                 rc = 0;
616         }
617
618         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
619         put_online_mems();
620
621         return rc;
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
624
625 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
626 {
627         int rc = -EINVAL;
628
629         get_online_mems();
630         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
631
632         if (online_page_callback == callback) {
633                 online_page_callback = generic_online_page;
634                 rc = 0;
635         }
636
637         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
638         put_online_mems();
639
640         return rc;
641 }
642 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
643
644 void __online_page_set_limits(struct page *page)
645 {
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
648
649 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
650 {
651         adjust_managed_page_count(page, 1);
652 }
653 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
654
655 void __online_page_free(struct page *page)
656 {
657         __free_reserved_page(page);
658 }
659 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
660
661 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
662 {
663         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
664         __free_pages_core(page, order);
665         totalram_pages_add(1UL << order);
666 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
667         if (PageHighMem(page))
668                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
669 #endif
670 }
671
672 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
673 {
674         unsigned long end = start + nr_pages;
675         int order, onlined_pages = 0;
676
677         while (start < end) {
678                 order = min(MAX_ORDER - 1,
679                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
680                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
681
682                 onlined_pages += (1UL << order);
683                 start += (1UL << order);
684         }
685         return onlined_pages;
686 }
687
688 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
689                         void *arg)
690 {
691         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
692
693         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
694                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
695
696         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
697
698         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
699         return 0;
700 }
701
702 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
703 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
704         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
705 {
706         int nid = zone_to_nid(zone);
707
708         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
709         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
710         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
711
712         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
713                 arg->status_change_nid = nid;
714         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
715                 arg->status_change_nid_normal = nid;
716 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
717         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
718                 arg->status_change_nid_high = nid;
719 #endif
720 }
721
722 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
723 {
724         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
725                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
726
727         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
728                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
729
730         if (arg->status_change_nid >= 0)
731                 node_set_state(node, N_MEMORY);
732 }
733
734 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
735                 unsigned long nr_pages)
736 {
737         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
738
739         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
740                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
741
742         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
743 }
744
745 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
746                                      unsigned long nr_pages)
747 {
748         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
749
750         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
751                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
752
753         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
754 }
755
756 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
757                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
758 {
759         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
760         int nid = pgdat->node_id;
761         unsigned long flags;
762
763         clear_zone_contiguous(zone);
764
765         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
766         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
767         zone_span_writelock(zone);
768         if (zone_is_empty(zone))
769                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
770         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
771         zone_span_writeunlock(zone);
772         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
773         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
774
775         /*
776          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
777          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
778          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
779          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
780          */
781         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
782                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
783
784         set_zone_contiguous(zone);
785 }
786
787 /*
788  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
789  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
790  * to the ZONE_NORMAL.
791  */
792 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
793                 unsigned long nr_pages)
794 {
795         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
796         int zid;
797
798         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
799                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
800
801                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
802                         return zone;
803         }
804
805         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
806 }
807
808 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
809                 unsigned long nr_pages)
810 {
811         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
812                         nr_pages);
813         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
814         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
815         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
816
817         /*
818          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
819          * overlap in the given range
820          */
821         if (in_kernel ^ in_movable)
822                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
823
824         /*
825          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
826          * given range then we use movable zone only if movable_node is
827          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
828          */
829         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
830 }
831
832 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
833                 unsigned long nr_pages)
834 {
835         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
836                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
837
838         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
839                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
840
841         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
842 }
843
844 /*
845  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
846  * for the given online type.
847  */
848 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
849                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
850 {
851         struct zone *zone;
852
853         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
854         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
855         return zone;
856 }
857
858 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
859 {
860         unsigned long flags;
861         unsigned long onlined_pages = 0;
862         struct zone *zone;
863         int need_zonelists_rebuild = 0;
864         int nid;
865         int ret;
866         struct memory_notify arg;
867         struct memory_block *mem;
868
869         mem_hotplug_begin();
870
871         /*
872          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
873          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
874          */
875         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
876         nid = mem->nid;
877         put_device(&mem->dev);
878
879         /* associate pfn range with the zone */
880         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
881
882         arg.start_pfn = pfn;
883         arg.nr_pages = nr_pages;
884         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
885
886         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
887         ret = notifier_to_errno(ret);
888         if (ret)
889                 goto failed_addition;
890
891         /*
892          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
893          * This means the page allocator ignores this zone.
894          * So, zonelist must be updated after online.
895          */
896         if (!populated_zone(zone)) {
897                 need_zonelists_rebuild = 1;
898                 setup_zone_pageset(zone);
899         }
900
901         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
902                 online_pages_range);
903         if (ret) {
904                 if (need_zonelists_rebuild)
905                         zone_pcp_reset(zone);
906                 goto failed_addition;
907         }
908
909         zone->present_pages += onlined_pages;
910
911         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
912         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
913         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
914
915         if (onlined_pages) {
916                 node_states_set_node(nid, &arg);
917                 if (need_zonelists_rebuild)
918                         build_all_zonelists(NULL);
919                 else
920                         zone_pcp_update(zone);
921         }
922
923         init_per_zone_wmark_min();
924
925         if (onlined_pages) {
926                 kswapd_run(nid);
927                 kcompactd_run(nid);
928         }
929
930         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
931
932         writeback_set_ratelimit();
933
934         if (onlined_pages)
935                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
936         mem_hotplug_done();
937         return 0;
938
939 failed_addition:
940         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
941                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
942                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
943         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
944         mem_hotplug_done();
945         return ret;
946 }
947 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
948
949 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
950 {
951         struct zone *z;
952
953         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
954                 z->present_pages = 0;
955
956         pgdat->node_present_pages = 0;
957 }
958
959 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
960 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
961 {
962         struct pglist_data *pgdat;
963         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
964
965         pgdat = NODE_DATA(nid);
966         if (!pgdat) {
967                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
968                 if (!pgdat)
969                         return NULL;
970
971                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
972         } else {
973                 /*
974                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
975                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
976                  * when it starts in the near future.
977                  */
978                 pgdat->nr_zones = 0;
979                 pgdat->kswapd_order = 0;
980                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
981         }
982
983         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
984
985         pgdat->node_id = nid;
986         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
987
988         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
989         free_area_init_core_hotplug(nid);
990         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
991
992         /*
993          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
994          * to access not-initialized zonelist, build here.
995          */
996         build_all_zonelists(pgdat);
997
998         /*
999          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1000          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1001          * online_pages() and offline_pages().
1002          */
1003         reset_node_managed_pages(pgdat);
1004         reset_node_present_pages(pgdat);
1005
1006         return pgdat;
1007 }
1008
1009 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1010 {
1011         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1012
1013         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1014         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1015         arch_free_nodedata(pgdat);
1016         return;
1017 }
1018
1019
1020 /**
1021  * try_online_node - online a node if offlined
1022  * @nid: the node ID
1023  * @start: start addr of the node
1024  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1025  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1026  *
1027  * Returns:
1028  * 1 -> a new node has been allocated
1029  * 0 -> the node is already online
1030  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1031  */
1032 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1033 {
1034         pg_data_t *pgdat;
1035         int ret = 1;
1036
1037         if (node_online(nid))
1038                 return 0;
1039
1040         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1041         if (!pgdat) {
1042                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1043                 ret = -ENOMEM;
1044                 goto out;
1045         }
1046
1047         if (set_node_online) {
1048                 node_set_online(nid);
1049                 ret = register_one_node(nid);
1050                 BUG_ON(ret);
1051         }
1052 out:
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Users of this function always want to online/register the node
1058  */
1059 int try_online_node(int nid)
1060 {
1061         int ret;
1062
1063         mem_hotplug_begin();
1064         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1065         mem_hotplug_done();
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1070 {
1071         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1072         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1073         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1074         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1075
1076         /* memory range must be block size aligned */
1077         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1078             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1079                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1080                        block_sz, start, size);
1081                 return -EINVAL;
1082         }
1083
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1088 {
1089         return device_online(&mem->dev);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1094  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1095  *
1096  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1097  */
1098 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1099 {
1100         u64 start, size;
1101         bool new_node = false;
1102         int ret;
1103
1104         start = res->start;
1105         size = resource_size(res);
1106
1107         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1108         if (ret)
1109                 return ret;
1110
1111         mem_hotplug_begin();
1112
1113         /*
1114          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1115          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1116          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1117          * be removed at hot-remove time.
1118          */
1119         memblock_add_node(start, size, nid);
1120
1121         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1122         if (ret < 0)
1123                 goto error;
1124         new_node = ret;
1125
1126         /* call arch's memory hotadd */
1127         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1128         if (ret < 0)
1129                 goto error;
1130
1131         if (new_node) {
1132                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1133                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1134                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1135                  * We online node here. We can't roll back from here.
1136                  */
1137                 node_set_online(nid);
1138                 ret = __register_one_node(nid);
1139                 BUG_ON(ret);
1140         }
1141
1142         /* link memory sections under this node.*/
1143         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1144         BUG_ON(ret);
1145
1146         /* create new memmap entry */
1147         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1148
1149         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1150         mem_hotplug_done();
1151
1152         /* online pages if requested */
1153         if (memhp_auto_online)
1154                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1155                                   NULL, online_memory_block);
1156
1157         return ret;
1158 error:
1159         /* rollback pgdat allocation and others */
1160         if (new_node)
1161                 rollback_node_hotadd(nid);
1162         memblock_remove(start, size);
1163         mem_hotplug_done();
1164         return ret;
1165 }
1166
1167 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1168 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1169 {
1170         struct resource *res;
1171         int ret;
1172
1173         res = register_memory_resource(start, size);
1174         if (IS_ERR(res))
1175                 return PTR_ERR(res);
1176
1177         ret = add_memory_resource(nid, res);
1178         if (ret < 0)
1179                 release_memory_resource(res);
1180         return ret;
1181 }
1182
1183 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1184 {
1185         int rc;
1186
1187         lock_device_hotplug();
1188         rc = __add_memory(nid, start, size);
1189         unlock_device_hotplug();
1190
1191         return rc;
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1194
1195 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1196 /*
1197  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1198  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1199  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1200  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1201  * be located at the start of the pageblock
1202  */
1203 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1204 {
1205         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1206 }
1207
1208 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1209 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1210 {
1211         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1212
1213         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1214         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1215
1216         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1217         if (pageblock_free(page)) {
1218                 int order;
1219                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1220                 order = page_order(page);
1221                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1222                         return pfn + (1 << order);
1223         }
1224
1225         return pfn + pageblock_nr_pages;
1226 }
1227
1228 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1229 {
1230         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1231         struct zone *zone;
1232
1233         /*
1234          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1235          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1236          * the zone but still within the section.
1237          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1238          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1239          */
1240         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1241                 return false;
1242
1243         zone = page_zone(page);
1244         pfn = page_to_pfn(page);
1245         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1246                 return false;
1247
1248         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
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         unsigned long end_pfn, pfn;
1255
1256         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1257                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1258
1259         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1260         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1261                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1262                         return false;
1263                 cond_resched();
1264         }
1265
1266         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1267         return true;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1272  * When true, return its valid [start, end).
1273  */
1274 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1275                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1276 {
1277         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1278         unsigned long start, end;
1279         struct zone *zone = NULL;
1280         struct page *page;
1281         int i;
1282         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1283              pfn < end_pfn;
1284              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1285                 /* Make sure the memory section is present first */
1286                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1287                         continue;
1288                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1289                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1290                         i = 0;
1291                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1292                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1293                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1294                                 i++;
1295                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1296                                 continue;
1297                         /* Check if we got outside of the zone */
1298                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1299                                 return 0;
1300                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1301                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1302                                 return 0;
1303                         if (!zone)
1304                                 start = pfn + i;
1305                         zone = page_zone(page);
1306                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1307                 }
1308         }
1309
1310         if (zone) {
1311                 *valid_start = start;
1312                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1313                 return 1;
1314         } else {
1315                 return 0;
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1321  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1322  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1323  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1324  */
1325 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1326 {
1327         unsigned long pfn;
1328
1329         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1330                 struct page *page, *head;
1331                 unsigned long skip;
1332
1333                 if (!pfn_valid(pfn))
1334                         continue;
1335                 page = pfn_to_page(pfn);
1336                 if (PageLRU(page))
1337                         return pfn;
1338                 if (__PageMovable(page))
1339                         return pfn;
1340
1341                 if (!PageHuge(page))
1342                         continue;
1343                 head = compound_head(page);
1344                 if (page_huge_active(head))
1345                         return pfn;
1346                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1347                 pfn += skip - 1;
1348         }
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1353 {
1354         int nid = page_to_nid(page);
1355         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1356
1357         /*
1358          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1359          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1360          * of the only existing node)
1361          */
1362         node_clear(nid, nmask);
1363         if (nodes_empty(nmask))
1364                 node_set(nid, nmask);
1365
1366         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1367 }
1368
1369 static int
1370 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1371 {
1372         unsigned long pfn;
1373         struct page *page;
1374         int ret = 0;
1375         LIST_HEAD(source);
1376
1377         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1378                 if (!pfn_valid(pfn))
1379                         continue;
1380                 page = pfn_to_page(pfn);
1381
1382                 if (PageHuge(page)) {
1383                         struct page *head = compound_head(page);
1384                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1385                         isolate_huge_page(head, &source);
1386                         continue;
1387                 } else if (PageTransHuge(page))
1388                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1389                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1390
1391                 /*
1392                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1393                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1394                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1395                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1396                  * the unmap as the catch all safety net).
1397                  */
1398                 if (PageHWPoison(page)) {
1399                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1400                                 isolate_lru_page(page);
1401                         if (page_mapped(page))
1402                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1403                         continue;
1404                 }
1405
1406                 if (!get_page_unless_zero(page))
1407                         continue;
1408                 /*
1409                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1410                  * LRU and non-lru movable pages.
1411                  */
1412                 if (PageLRU(page))
1413                         ret = isolate_lru_page(page);
1414                 else
1415                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1416                 if (!ret) { /* Success */
1417                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1418                         if (!__PageMovable(page))
1419                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1420                                                     page_is_file_cache(page));
1421
1422                 } else {
1423                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1424                         dump_page(page, "isolation failed");
1425                 }
1426                 put_page(page);
1427         }
1428         if (!list_empty(&source)) {
1429                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1430                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1431                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1432                 if (ret) {
1433                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1434                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1435                                        page_to_pfn(page), ret);
1436                                 dump_page(page, "migration failure");
1437                         }
1438                         putback_movable_pages(&source);
1439                 }
1440         }
1441
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1447  */
1448 static int
1449 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1450                         void *data)
1451 {
1452         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1453         return 0;
1454 }
1455
1456 static void
1457 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1458 {
1459         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1460                                 offline_isolated_pages_cb);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1465  */
1466 static int
1467 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1468                         void *data)
1469 {
1470         int ret;
1471         long offlined = *(long *)data;
1472         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1473         offlined = nr_pages;
1474         if (!ret)
1475                 *(long *)data += offlined;
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 static long
1480 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1481 {
1482         long offlined = 0;
1483         int ret;
1484
1485         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1486                         check_pages_isolated_cb);
1487         if (ret < 0)
1488                 offlined = (long)ret;
1489         return offlined;
1490 }
1491
1492 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1493 {
1494 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1495         movable_node_enabled = true;
1496 #else
1497         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1498 #endif
1499         return 0;
1500 }
1501 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1502
1503 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1504 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1505                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1506 {
1507         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1508         unsigned long present_pages = 0;
1509         enum zone_type zt;
1510
1511         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1512         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1513         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1514
1515         /*
1516          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1517          * If the memory to be offline is within the range
1518          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1519          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1520          * thus we can determine that we need to clear the node from
1521          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1522          */
1523         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1524                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1525         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1526                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1527
1528 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1529         /*
1530          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1531          * have normal memory or high memory.
1532          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1533          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1534          * we determine that the zones in that range become empty,
1535          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1536          */
1537         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1538         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1539                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1540 #endif
1541
1542         /*
1543          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1544          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1545          * as well.
1546          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1547          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1548          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1549          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1550          * it for N_MEMORY as well.
1551          */
1552         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1553
1554         if (nr_pages >= present_pages)
1555                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1556 }
1557
1558 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1559 {
1560         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1561                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1562
1563         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1564                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1565
1566         if (arg->status_change_nid >= 0)
1567                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1568 }
1569
1570 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1571                   unsigned long end_pfn)
1572 {
1573         unsigned long pfn, nr_pages;
1574         long offlined_pages;
1575         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1576         unsigned long flags;
1577         unsigned long valid_start, valid_end;
1578         struct zone *zone;
1579         struct memory_notify arg;
1580         char *reason;
1581
1582         mem_hotplug_begin();
1583
1584         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1585            we assume this for now. .*/
1586         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1587                                   &valid_end)) {
1588                 ret = -EINVAL;
1589                 reason = "multizone range";
1590                 goto failed_removal;
1591         }
1592
1593         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1594         node = zone_to_nid(zone);
1595         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1596
1597         /* set above range as isolated */
1598         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1599                                        MIGRATE_MOVABLE,
1600                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1601         if (ret < 0) {
1602                 reason = "failure to isolate range";
1603                 goto failed_removal;
1604         }
1605         nr_isolate_pageblock = ret;
1606
1607         arg.start_pfn = start_pfn;
1608         arg.nr_pages = nr_pages;
1609         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1610
1611         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1612         ret = notifier_to_errno(ret);
1613         if (ret) {
1614                 reason = "notifier failure";
1615                 goto failed_removal_isolated;
1616         }
1617
1618         do {
1619                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1620                         if (signal_pending(current)) {
1621                                 ret = -EINTR;
1622                                 reason = "signal backoff";
1623                                 goto failed_removal_isolated;
1624                         }
1625
1626                         cond_resched();
1627                         lru_add_drain_all();
1628
1629                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1630                         if (pfn) {
1631                                 /*
1632                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1633                                  * out
1634                                  */
1635                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1636                         }
1637                 }
1638
1639                 /*
1640                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1641                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1642                  * counting consistent.
1643                  */
1644                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1645                 if (ret) {
1646                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1647                         goto failed_removal_isolated;
1648                 }
1649                 /* check again */
1650                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1651         } while (offlined_pages < 0);
1652
1653         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1654         /* Ok, all of our target is isolated.
1655            We cannot do rollback at this point. */
1656         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1657
1658         /*
1659          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1660          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1661          * pageblocks zone counter here.
1662          */
1663         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1664         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1665         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1666
1667         /* removal success */
1668         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1669         zone->present_pages -= offlined_pages;
1670
1671         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1672         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1673         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1674
1675         init_per_zone_wmark_min();
1676
1677         if (!populated_zone(zone)) {
1678                 zone_pcp_reset(zone);
1679                 build_all_zonelists(NULL);
1680         } else
1681                 zone_pcp_update(zone);
1682
1683         node_states_clear_node(node, &arg);
1684         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1685                 kswapd_stop(node);
1686                 kcompactd_stop(node);
1687         }
1688
1689         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1690         writeback_set_ratelimit();
1691
1692         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1693         mem_hotplug_done();
1694         return 0;
1695
1696 failed_removal_isolated:
1697         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1698         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1699 failed_removal:
1700         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1701                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1702                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1703                  reason);
1704         /* pushback to free area */
1705         mem_hotplug_done();
1706         return ret;
1707 }
1708
1709 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1710 {
1711         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1712 }
1713 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1714
1715 /**
1716  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1717  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1718  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1719  * @arg: argument passed to func
1720  * @func: callback for each memory section walked
1721  *
1722  * This function walks through all present mem sections in range
1723  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1724  *
1725  * Returns the return value of func.
1726  */
1727 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1728                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1729 {
1730         struct memory_block *mem = NULL;
1731         struct mem_section *section;
1732         unsigned long pfn, section_nr;
1733         int ret;
1734
1735         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1736                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1737                 if (!present_section_nr(section_nr))
1738                         continue;
1739
1740                 section = __nr_to_section(section_nr);
1741                 /* same memblock? */
1742                 if (mem)
1743                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1744                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1745                                 continue;
1746
1747                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1748                 if (!mem)
1749                         continue;
1750
1751                 ret = func(mem, arg);
1752                 if (ret) {
1753                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1754                         return ret;
1755                 }
1756         }
1757
1758         if (mem)
1759                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1760
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1765 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1766 {
1767         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1768
1769         if (unlikely(ret)) {
1770                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1771
1772                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1773                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1774                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1775                         &beginpa, &endpa);
1776         }
1777
1778         return ret;
1779 }
1780
1781 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1782 {
1783         int cpu;
1784
1785         for_each_present_cpu(cpu) {
1786                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1787                         /*
1788                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1789                          * offline this node.
1790                          */
1791                         return -EBUSY;
1792         }
1793
1794         return 0;
1795 }
1796
1797 /**
1798  * try_offline_node
1799  * @nid: the node ID
1800  *
1801  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1802  *
1803  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1804  * and online/offline operations before this call.
1805  */
1806 void try_offline_node(int nid)
1807 {
1808         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1809         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1810         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1811         unsigned long pfn;
1812
1813         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1814                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1815
1816                 if (!present_section_nr(section_nr))
1817                         continue;
1818
1819                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1820                         continue;
1821
1822                 /*
1823                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1824                  * can't offline node now.
1825                  */
1826                 return;
1827         }
1828
1829         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1830                 return;
1831
1832         /*
1833          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1834          * node now.
1835          */
1836         node_set_offline(nid);
1837         unregister_one_node(nid);
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1840
1841 /**
1842  * remove_memory
1843  * @nid: the node ID
1844  * @start: physical address of the region to remove
1845  * @size: size of the region to remove
1846  *
1847  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1848  * and online/offline operations before this call, as required by
1849  * try_offline_node().
1850  */
1851 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1852 {
1853         int ret;
1854
1855         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1856
1857         mem_hotplug_begin();
1858
1859         /*
1860          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1861          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1862          * if this is not the case.
1863          */
1864         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1865                                 check_memblock_offlined_cb);
1866         if (ret)
1867                 BUG();
1868
1869         /* remove memmap entry */
1870         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1871         memblock_free(start, size);
1872         memblock_remove(start, size);
1873
1874         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1875
1876         try_offline_node(nid);
1877
1878         mem_hotplug_done();
1879 }
1880
1881 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1882 {
1883         lock_device_hotplug();
1884         __remove_memory(nid, start, size);
1885         unlock_device_hotplug();
1886 }
1887 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1888 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */