cpufreq: schedutil: Simplify sugov_fast_switch()
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
54
55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
56
57 void get_online_mems(void)
58 {
59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
60 }
61
62 void put_online_mems(void)
63 {
64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
65 }
66
67 bool movable_node_enabled = false;
68
69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
70 int memhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
71 #else
72 int memhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
73 #endif
74
75 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
76 {
77         const int online_type = memhp_online_type_from_str(str);
78
79         if (online_type >= 0)
80                 memhp_default_online_type = online_type;
81
82         return 1;
83 }
84 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
85
86 void mem_hotplug_begin(void)
87 {
88         cpus_read_lock();
89         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
90 }
91
92 void mem_hotplug_done(void)
93 {
94         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
95         cpus_read_unlock();
96 }
97
98 u64 max_mem_size = U64_MAX;
99
100 /* add this memory to iomem resource */
101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
102                                                  const char *resource_name)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106
107         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
108                 flags |= IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED;
109
110         /*
111          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
112          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
113          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
114          * details.
115          */
116         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
117                 return ERR_PTR(-E2BIG);
118
119         /*
120          * Request ownership of the new memory range.  This might be
121          * a child of an existing resource that was present but
122          * not marked as busy.
123          */
124         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
125                                resource_name, flags);
126
127         if (!res) {
128                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
129                                 start, start + size);
130                 return ERR_PTR(-EEXIST);
131         }
132         return res;
133 }
134
135 static void release_memory_resource(struct resource *res)
136 {
137         if (!res)
138                 return;
139         release_resource(res);
140         kfree(res);
141 }
142
143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
144 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
145                       unsigned long type)
146 {
147         page->freelist = (void *)type;
148         SetPagePrivate(page);
149         set_page_private(page, info);
150         page_ref_inc(page);
151 }
152
153 void put_page_bootmem(struct page *page)
154 {
155         unsigned long type;
156
157         type = (unsigned long) page->freelist;
158         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
159                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
160
161         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
162                 page->freelist = NULL;
163                 ClearPagePrivate(page);
164                 set_page_private(page, 0);
165                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
166                 free_reserved_page(page);
167         }
168 }
169
170 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
171 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
172 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
173 {
174         unsigned long mapsize, section_nr, i;
175         struct mem_section *ms;
176         struct page *page, *memmap;
177         struct mem_section_usage *usage;
178
179         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
180         ms = __nr_to_section(section_nr);
181
182         /* Get section's memmap address */
183         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
184
185         /*
186          * Get page for the memmap's phys address
187          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
188          */
189         page = virt_to_page(memmap);
190         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
191         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
192
193         /* remember memmap's page */
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
196
197         usage = ms->usage;
198         page = virt_to_page(usage);
199
200         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
201
202         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
203                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
204
205 }
206 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
207 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
208 {
209         unsigned long mapsize, section_nr, i;
210         struct mem_section *ms;
211         struct page *page, *memmap;
212         struct mem_section_usage *usage;
213
214         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
215         ms = __nr_to_section(section_nr);
216
217         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
218
219         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
220
221         usage = ms->usage;
222         page = virt_to_page(usage);
223
224         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
225
226         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
227                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
228 }
229 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
230
231 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
232 {
233         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
234         int node = pgdat->node_id;
235         struct page *page;
236
237         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
238         page = virt_to_page(pgdat);
239
240         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
241                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
242
243         pfn = pgdat->node_start_pfn;
244         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
245
246         /* register section info */
247         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
248                 /*
249                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
250                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
251                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
252                  * reside in some other nodes.
253                  */
254                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
255                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
256         }
257 }
258 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
259
260 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
261                 const char *reason)
262 {
263         /*
264          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
265          * allow operations smaller than a section for
266          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
267          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
268          * memory that will be marked online, so this check should only
269          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
270          * add_memory_resource().
271          */
272         unsigned long min_align;
273
274         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
275                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
276         else
277                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
278         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
279                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
280                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
281                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
282                 return -EINVAL;
283         }
284         return 0;
285 }
286
287 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
288                                             unsigned long nr_pages)
289 {
290         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
291
292         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
293                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
294                 WARN(1,
295                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
296                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
297                 return -E2BIG;
298         }
299
300         return 0;
301 }
302
303 /*
304  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
305  * expected that archs that support memory hotplug will
306  * call this function after deciding the zone to which to
307  * add the new pages.
308  */
309 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
310                 struct mhp_params *params)
311 {
312         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
313         unsigned long cur_nr_pages;
314         int err;
315         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
316
317         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
318                 return -EINVAL;
319
320         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
321         if (err)
322                 return err;
323
324         if (altmap) {
325                 /*
326                  * Validate altmap is within bounds of the total request
327                  */
328                 if (altmap->base_pfn != pfn
329                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
330                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
331                         return -EINVAL;
332                 }
333                 altmap->alloc = 0;
334         }
335
336         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
337         if (err)
338                 return err;
339
340         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
341                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
342                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
343                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
344                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
345                 if (err)
346                         break;
347                 cond_resched();
348         }
349         vmemmap_populate_print_last();
350         return err;
351 }
352
353 #ifdef CONFIG_NUMA
354 int __weak memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
355 {
356         pr_info_once("Unknown target node for memory at 0x%llx, assuming node 0\n",
357                         start);
358         return 0;
359 }
360 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
361 #endif
362
363 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
364 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
365                                      unsigned long start_pfn,
366                                      unsigned long end_pfn)
367 {
368         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
369                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
370                         continue;
371
372                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
373                         continue;
374
375                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
376                         continue;
377
378                 return start_pfn;
379         }
380
381         return 0;
382 }
383
384 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
385 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
386                                     unsigned long start_pfn,
387                                     unsigned long end_pfn)
388 {
389         unsigned long pfn;
390
391         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
392         pfn = end_pfn - 1;
393         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
394                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
395                         continue;
396
397                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
398                         continue;
399
400                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
401                         continue;
402
403                 return pfn;
404         }
405
406         return 0;
407 }
408
409 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
410                              unsigned long end_pfn)
411 {
412         unsigned long pfn;
413         int nid = zone_to_nid(zone);
414
415         zone_span_writelock(zone);
416         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
417                 /*
418                  * If the section is smallest section in the zone, it need
419                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
420                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
421                  * for shrinking zone.
422                  */
423                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
424                                                 zone_end_pfn(zone));
425                 if (pfn) {
426                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
427                         zone->zone_start_pfn = pfn;
428                 } else {
429                         zone->zone_start_pfn = 0;
430                         zone->spanned_pages = 0;
431                 }
432         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
433                 /*
434                  * If the section is biggest section in the zone, it need
435                  * shrink zone->spanned_pages.
436                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
437                  * shrinking zone.
438                  */
439                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
440                                                start_pfn);
441                 if (pfn)
442                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
443                 else {
444                         zone->zone_start_pfn = 0;
445                         zone->spanned_pages = 0;
446                 }
447         }
448         zone_span_writeunlock(zone);
449 }
450
451 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
452 {
453         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
454         struct zone *zone;
455
456         for (zone = pgdat->node_zones;
457              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
458                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
459                                              zone->spanned_pages;
460
461                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
462                 if (!zone->spanned_pages)
463                         continue;
464                 if (!node_end_pfn) {
465                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
466                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
467                         continue;
468                 }
469
470                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
471                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
472                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
473                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
474         }
475
476         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
477         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
478 }
479
480 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
481                                       unsigned long start_pfn,
482                                       unsigned long nr_pages)
483 {
484         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
485         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
486         unsigned long pfn, cur_nr_pages, flags;
487
488         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
489         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
490                 cond_resched();
491
492                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
493                 cur_nr_pages =
494                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
495                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
496                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
497         }
498
499 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
500         /*
501          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
502          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
503          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
504          */
505         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
506                 return;
507 #endif
508
509         clear_zone_contiguous(zone);
510
511         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
512         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
513         update_pgdat_span(pgdat);
514         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
515
516         set_zone_contiguous(zone);
517 }
518
519 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
520                              unsigned long map_offset,
521                              struct vmem_altmap *altmap)
522 {
523         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
524
525         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
526                 return;
527
528         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
529 }
530
531 /**
532  * __remove_pages() - remove sections of pages
533  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
534  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
535  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
536  *
537  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
538  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
539  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
540  * calling offline_pages().
541  */
542 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
543                     struct vmem_altmap *altmap)
544 {
545         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
546         unsigned long cur_nr_pages;
547         unsigned long map_offset = 0;
548
549         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
550
551         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
552                 return;
553
554         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
555                 cond_resched();
556                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
557                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
558                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
559                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
560                 map_offset = 0;
561         }
562 }
563
564 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
565 {
566         int rc = -EINVAL;
567
568         get_online_mems();
569         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
570
571         if (online_page_callback == generic_online_page) {
572                 online_page_callback = callback;
573                 rc = 0;
574         }
575
576         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
577         put_online_mems();
578
579         return rc;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
582
583 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
584 {
585         int rc = -EINVAL;
586
587         get_online_mems();
588         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
589
590         if (online_page_callback == callback) {
591                 online_page_callback = generic_online_page;
592                 rc = 0;
593         }
594
595         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
596         put_online_mems();
597
598         return rc;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
601
602 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
603 {
604         /*
605          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
606          * so we should map it first. This is better than introducing a special
607          * case in page freeing fast path.
608          */
609         if (debug_pagealloc_enabled_static())
610                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
611         __free_pages_core(page, order);
612         totalram_pages_add(1UL << order);
613 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
614         if (PageHighMem(page))
615                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
616 #endif
617 }
618 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
619
620 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
621                         void *arg)
622 {
623         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
624         unsigned long pfn;
625         int order;
626
627         /*
628          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
629          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
630          * them as being online/belonging to this zone ("present").
631          */
632         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
633                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
634                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
635                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
636                         order = 0;
637                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
638         }
639
640         /* mark all involved sections as online */
641         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
642
643         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
644         return 0;
645 }
646
647 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
648 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
649         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
650 {
651         int nid = zone_to_nid(zone);
652
653         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
654         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
655         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
656
657         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
658                 arg->status_change_nid = nid;
659         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
660                 arg->status_change_nid_normal = nid;
661 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
662         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
663                 arg->status_change_nid_high = nid;
664 #endif
665 }
666
667 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
668 {
669         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
670                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
671
672         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
673                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
674
675         if (arg->status_change_nid >= 0)
676                 node_set_state(node, N_MEMORY);
677 }
678
679 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
680                 unsigned long nr_pages)
681 {
682         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
683
684         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
685                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
686
687         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
688 }
689
690 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
691                                      unsigned long nr_pages)
692 {
693         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
694
695         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
696                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
697
698         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
699
700 }
701 /*
702  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
703  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
704  * call, all affected pages are PG_reserved.
705  */
706 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
707                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
708 {
709         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
710         int nid = pgdat->node_id;
711         unsigned long flags;
712
713         clear_zone_contiguous(zone);
714
715         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
716         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
717         zone_span_writelock(zone);
718         if (zone_is_empty(zone))
719                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
720         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
721         zone_span_writeunlock(zone);
722         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
723         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
724
725         /*
726          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
727          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
728          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
729          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
730          */
731         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
732                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap);
733
734         set_zone_contiguous(zone);
735 }
736
737 /*
738  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
739  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
740  * to the ZONE_NORMAL.
741  */
742 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
743                 unsigned long nr_pages)
744 {
745         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
746         int zid;
747
748         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
749                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
750
751                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
752                         return zone;
753         }
754
755         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
756 }
757
758 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
759                 unsigned long nr_pages)
760 {
761         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
762                         nr_pages);
763         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
764         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
765         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
766
767         /*
768          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
769          * overlap in the given range
770          */
771         if (in_kernel ^ in_movable)
772                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
773
774         /*
775          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
776          * given range then we use movable zone only if movable_node is
777          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
778          */
779         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
780 }
781
782 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
783                 unsigned long nr_pages)
784 {
785         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
786                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
787
788         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
789                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
790
791         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
792 }
793
794 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
795                        int online_type, int nid)
796 {
797         unsigned long flags;
798         unsigned long onlined_pages = 0;
799         struct zone *zone;
800         int need_zonelists_rebuild = 0;
801         int ret;
802         struct memory_notify arg;
803
804         mem_hotplug_begin();
805
806         /* associate pfn range with the zone */
807         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
808         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
809
810         arg.start_pfn = pfn;
811         arg.nr_pages = nr_pages;
812         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
813
814         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
815         ret = notifier_to_errno(ret);
816         if (ret)
817                 goto failed_addition;
818
819         /*
820          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
821          * This means the page allocator ignores this zone.
822          * So, zonelist must be updated after online.
823          */
824         if (!populated_zone(zone)) {
825                 need_zonelists_rebuild = 1;
826                 setup_zone_pageset(zone);
827         }
828
829         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
830                 online_pages_range);
831         if (ret) {
832                 /* not a single memory resource was applicable */
833                 if (need_zonelists_rebuild)
834                         zone_pcp_reset(zone);
835                 goto failed_addition;
836         }
837
838         zone->present_pages += onlined_pages;
839
840         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
841         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
842         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
843
844         /*
845          * When exposing larger, physically contiguous memory areas to the
846          * buddy, shuffling in the buddy (when freeing onlined pages, putting
847          * them either to the head or the tail of the freelist) is only helpful
848          * for maintaining the shuffle, but not for creating the initial
849          * shuffle. Shuffle the whole zone to make sure the just onlined pages
850          * are properly distributed across the whole freelist.
851          */
852         shuffle_zone(zone);
853
854         node_states_set_node(nid, &arg);
855         if (need_zonelists_rebuild)
856                 build_all_zonelists(NULL);
857         zone_pcp_update(zone);
858
859         init_per_zone_wmark_min();
860
861         kswapd_run(nid);
862         kcompactd_run(nid);
863
864         writeback_set_ratelimit();
865
866         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
867         mem_hotplug_done();
868         return 0;
869
870 failed_addition:
871         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
872                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
873                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
874         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
875         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
876         mem_hotplug_done();
877         return ret;
878 }
879 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
880
881 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
882 {
883         struct zone *z;
884
885         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
886                 z->present_pages = 0;
887
888         pgdat->node_present_pages = 0;
889 }
890
891 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
892 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
893 {
894         struct pglist_data *pgdat;
895
896         pgdat = NODE_DATA(nid);
897         if (!pgdat) {
898                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
899                 if (!pgdat)
900                         return NULL;
901
902                 pgdat->per_cpu_nodestats =
903                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
904                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
905         } else {
906                 int cpu;
907                 /*
908                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
909                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
910                  * when it starts in the near future.
911                  */
912                 pgdat->nr_zones = 0;
913                 pgdat->kswapd_order = 0;
914                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
915                 for_each_online_cpu(cpu) {
916                         struct per_cpu_nodestat *p;
917
918                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
919                         memset(p, 0, sizeof(*p));
920                 }
921         }
922
923         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
924         pgdat->node_id = nid;
925         pgdat->node_start_pfn = 0;
926
927         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
928         free_area_init_core_hotplug(nid);
929
930         /*
931          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
932          * to access not-initialized zonelist, build here.
933          */
934         build_all_zonelists(pgdat);
935
936         /*
937          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
938          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
939          * online_pages() and offline_pages().
940          */
941         reset_node_managed_pages(pgdat);
942         reset_node_present_pages(pgdat);
943
944         return pgdat;
945 }
946
947 static void rollback_node_hotadd(int nid)
948 {
949         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
950
951         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
952         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
953         arch_free_nodedata(pgdat);
954 }
955
956
957 /**
958  * try_online_node - online a node if offlined
959  * @nid: the node ID
960  * @set_node_online: Whether we want to online the node
961  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
962  *
963  * Returns:
964  * 1 -> a new node has been allocated
965  * 0 -> the node is already online
966  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
967  */
968 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
969 {
970         pg_data_t *pgdat;
971         int ret = 1;
972
973         if (node_online(nid))
974                 return 0;
975
976         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
977         if (!pgdat) {
978                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
979                 ret = -ENOMEM;
980                 goto out;
981         }
982
983         if (set_node_online) {
984                 node_set_online(nid);
985                 ret = register_one_node(nid);
986                 BUG_ON(ret);
987         }
988 out:
989         return ret;
990 }
991
992 /*
993  * Users of this function always want to online/register the node
994  */
995 int try_online_node(int nid)
996 {
997         int ret;
998
999         mem_hotplug_begin();
1000         ret =  __try_online_node(nid, true);
1001         mem_hotplug_done();
1002         return ret;
1003 }
1004
1005 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1006 {
1007         /* memory range must be block size aligned */
1008         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1009             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1010                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1011                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1012                 return -EINVAL;
1013         }
1014
1015         return 0;
1016 }
1017
1018 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1019 {
1020         mem->online_type = memhp_default_online_type;
1021         return device_online(&mem->dev);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1026  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1027  *
1028  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1029  */
1030 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1031 {
1032         struct mhp_params params = { .pgprot = PAGE_KERNEL };
1033         u64 start, size;
1034         bool new_node = false;
1035         int ret;
1036
1037         start = res->start;
1038         size = resource_size(res);
1039
1040         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1041         if (ret)
1042                 return ret;
1043
1044         if (!node_possible(nid)) {
1045                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1046                 return -EINVAL;
1047         }
1048
1049         mem_hotplug_begin();
1050
1051         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1052                 memblock_add_node(start, size, nid);
1053
1054         ret = __try_online_node(nid, false);
1055         if (ret < 0)
1056                 goto error;
1057         new_node = ret;
1058
1059         /* call arch's memory hotadd */
1060         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1061         if (ret < 0)
1062                 goto error;
1063
1064         /* create memory block devices after memory was added */
1065         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1066         if (ret) {
1067                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1068                 goto error;
1069         }
1070
1071         if (new_node) {
1072                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1073                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1074                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1075                  * We online node here. We can't roll back from here.
1076                  */
1077                 node_set_online(nid);
1078                 ret = __register_one_node(nid);
1079                 BUG_ON(ret);
1080         }
1081
1082         /* link memory sections under this node.*/
1083         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1084                                 MEMINIT_HOTPLUG);
1085         BUG_ON(ret);
1086
1087         /* create new memmap entry */
1088         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1089                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1090
1091         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1092         mem_hotplug_done();
1093
1094         /* online pages if requested */
1095         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1096                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1097
1098         return ret;
1099 error:
1100         /* rollback pgdat allocation and others */
1101         if (new_node)
1102                 rollback_node_hotadd(nid);
1103         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1104                 memblock_remove(start, size);
1105         mem_hotplug_done();
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1110 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1111 {
1112         struct resource *res;
1113         int ret;
1114
1115         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1116         if (IS_ERR(res))
1117                 return PTR_ERR(res);
1118
1119         ret = add_memory_resource(nid, res);
1120         if (ret < 0)
1121                 release_memory_resource(res);
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1126 {
1127         int rc;
1128
1129         lock_device_hotplug();
1130         rc = __add_memory(nid, start, size);
1131         unlock_device_hotplug();
1132
1133         return rc;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1136
1137 /*
1138  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1139  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1140  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1141  * after a reboot, and after kexec.
1142  *
1143  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1144  * kexec kernel or for placing kexec images:
1145  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1146  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1147  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1148  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1149  *
1150  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1151  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1152  * with IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1153  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1154  *
1155  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1156  * "System RAM ($DRIVER)".
1157  */
1158 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1159                               const char *resource_name)
1160 {
1161         struct resource *res;
1162         int rc;
1163
1164         if (!resource_name ||
1165             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1166             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1167                 return -EINVAL;
1168
1169         lock_device_hotplug();
1170
1171         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1172         if (IS_ERR(res)) {
1173                 rc = PTR_ERR(res);
1174                 goto out_unlock;
1175         }
1176
1177         rc = add_memory_resource(nid, res);
1178         if (rc < 0)
1179                 release_memory_resource(res);
1180
1181 out_unlock:
1182         unlock_device_hotplug();
1183         return rc;
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1186
1187 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1188 /*
1189  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1190  * memory holes). When true, return the zone.
1191  */
1192 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1193                                   unsigned long end_pfn)
1194 {
1195         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1196         struct zone *zone = NULL;
1197         struct page *page;
1198         int i;
1199         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1200              pfn < end_pfn;
1201              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1202                 /* Make sure the memory section is present first */
1203                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1204                         continue;
1205                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1206                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1207                         i = 0;
1208                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1209                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1210                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1211                                 i++;
1212                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1213                                 continue;
1214                         /* Check if we got outside of the zone */
1215                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1216                                 return NULL;
1217                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1218                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1219                                 return NULL;
1220                         zone = page_zone(page);
1221                 }
1222         }
1223
1224         return zone;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1229  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1230  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1231  * definitely unmovable pages.
1232  *
1233  * Returns:
1234  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1235  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1236  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1237  */
1238 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1239                               unsigned long *movable_pfn)
1240 {
1241         unsigned long pfn;
1242
1243         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1244                 struct page *page, *head;
1245                 unsigned long skip;
1246
1247                 if (!pfn_valid(pfn))
1248                         continue;
1249                 page = pfn_to_page(pfn);
1250                 if (PageLRU(page))
1251                         goto found;
1252                 if (__PageMovable(page))
1253                         goto found;
1254
1255                 /*
1256                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1257                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1258                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1259                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1260                  */
1261                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1262                         return -EBUSY;
1263
1264                 if (!PageHuge(page))
1265                         continue;
1266                 head = compound_head(page);
1267                 if (page_huge_active(head))
1268                         goto found;
1269                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1270                 pfn += skip - 1;
1271         }
1272         return -ENOENT;
1273 found:
1274         *movable_pfn = pfn;
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1279 {
1280         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1281         struct migration_target_control mtc = {
1282                 .nid = page_to_nid(page),
1283                 .nmask = &nmask,
1284                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1285         };
1286
1287         /*
1288          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1289          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1290          * of the only existing node)
1291          */
1292         node_clear(mtc.nid, nmask);
1293         if (nodes_empty(nmask))
1294                 node_set(mtc.nid, nmask);
1295
1296         return alloc_migration_target(page, (unsigned long)&mtc);
1297 }
1298
1299 static int
1300 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1301 {
1302         unsigned long pfn;
1303         struct page *page, *head;
1304         int ret = 0;
1305         LIST_HEAD(source);
1306
1307         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1308                 if (!pfn_valid(pfn))
1309                         continue;
1310                 page = pfn_to_page(pfn);
1311                 head = compound_head(page);
1312
1313                 if (PageHuge(page)) {
1314                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1315                         isolate_huge_page(head, &source);
1316                         continue;
1317                 } else if (PageTransHuge(page))
1318                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1319
1320                 /*
1321                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1322                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1323                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1324                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1325                  * the unmap as the catch all safety net).
1326                  */
1327                 if (PageHWPoison(page)) {
1328                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1329                                 isolate_lru_page(page);
1330                         if (page_mapped(page))
1331                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1332                         continue;
1333                 }
1334
1335                 if (!get_page_unless_zero(page))
1336                         continue;
1337                 /*
1338                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1339                  * LRU and non-lru movable pages.
1340                  */
1341                 if (PageLRU(page))
1342                         ret = isolate_lru_page(page);
1343                 else
1344                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1345                 if (!ret) { /* Success */
1346                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1347                         if (!__PageMovable(page))
1348                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1349                                                     page_is_file_lru(page));
1350
1351                 } else {
1352                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1353                         dump_page(page, "isolation failed");
1354                 }
1355                 put_page(page);
1356         }
1357         if (!list_empty(&source)) {
1358                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1359                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1360                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1361                 if (ret) {
1362                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1363                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1364                                        page_to_pfn(page), ret);
1365                                 dump_page(page, "migration failure");
1366                         }
1367                         putback_movable_pages(&source);
1368                 }
1369         }
1370
1371         return ret;
1372 }
1373
1374 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1375 static int
1376 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1377                         void *data)
1378 {
1379         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1380
1381         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1382         return 0;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Check all pages in range, recorded as memory resource, are isolated.
1387  */
1388 static int
1389 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1390                         void *data)
1391 {
1392         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1393                                    MEMORY_OFFLINE);
1394 }
1395
1396 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1397 {
1398         movable_node_enabled = true;
1399         return 0;
1400 }
1401 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1402
1403 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1404 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1405                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1406 {
1407         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1408         unsigned long present_pages = 0;
1409         enum zone_type zt;
1410
1411         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1412         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1413         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1414
1415         /*
1416          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1417          * If the memory to be offline is within the range
1418          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1419          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1420          * thus we can determine that we need to clear the node from
1421          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1422          */
1423         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1424                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1425         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1426                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1427
1428 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1429         /*
1430          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1431          * have normal memory or high memory.
1432          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1433          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1434          * we determine that the zones in that range become empty,
1435          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1436          */
1437         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1438         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1439                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1440 #endif
1441
1442         /*
1443          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1444          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1445          * as well.
1446          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1447          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1448          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1449          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1450          * it for N_MEMORY as well.
1451          */
1452         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1453
1454         if (nr_pages >= present_pages)
1455                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1456 }
1457
1458 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1459 {
1460         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1461                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1462
1463         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1464                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1465
1466         if (arg->status_change_nid >= 0)
1467                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1468 }
1469
1470 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1471                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1472 {
1473         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1474
1475         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1480                   unsigned long end_pfn)
1481 {
1482         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1483         unsigned long offlined_pages = 0;
1484         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1485         unsigned long flags;
1486         struct zone *zone;
1487         struct memory_notify arg;
1488         char *reason;
1489
1490         mem_hotplug_begin();
1491
1492         /*
1493          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1494          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1495          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1496          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1497          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1498          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1499          */
1500         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1501                               count_system_ram_pages_cb);
1502         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1503                 ret = -EINVAL;
1504                 reason = "memory holes";
1505                 goto failed_removal;
1506         }
1507
1508         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1509            we assume this for now. .*/
1510         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1511         if (!zone) {
1512                 ret = -EINVAL;
1513                 reason = "multizone range";
1514                 goto failed_removal;
1515         }
1516         node = zone_to_nid(zone);
1517
1518         /* set above range as isolated */
1519         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1520                                        MIGRATE_MOVABLE,
1521                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1522         if (ret < 0) {
1523                 reason = "failure to isolate range";
1524                 goto failed_removal;
1525         }
1526         nr_isolate_pageblock = ret;
1527
1528         arg.start_pfn = start_pfn;
1529         arg.nr_pages = nr_pages;
1530         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1531
1532         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1533         ret = notifier_to_errno(ret);
1534         if (ret) {
1535                 reason = "notifier failure";
1536                 goto failed_removal_isolated;
1537         }
1538
1539         do {
1540                 pfn = start_pfn;
1541                 do {
1542                         if (signal_pending(current)) {
1543                                 ret = -EINTR;
1544                                 reason = "signal backoff";
1545                                 goto failed_removal_isolated;
1546                         }
1547
1548                         cond_resched();
1549                         lru_add_drain_all();
1550
1551                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1552                         if (!ret) {
1553                                 /*
1554                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1555                                  * out
1556                                  */
1557                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1558                         }
1559                 } while (!ret);
1560
1561                 if (ret != -ENOENT) {
1562                         reason = "unmovable page";
1563                         goto failed_removal_isolated;
1564                 }
1565
1566                 /*
1567                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1568                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1569                  * counting consistent.
1570                  */
1571                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1572                 if (ret) {
1573                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1574                         goto failed_removal_isolated;
1575                 }
1576                 /* check again */
1577                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1578                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1579                 /*
1580                  * per-cpu pages are drained in start_isolate_page_range, but if
1581                  * there are still pages that are not free, make sure that we
1582                  * drain again, because when we isolated range we might
1583                  * have raced with another thread that was adding pages to pcp
1584                  * list.
1585                  *
1586                  * Forward progress should be still guaranteed because
1587                  * pages on the pcp list can only belong to MOVABLE_ZONE
1588                  * because has_unmovable_pages explicitly checks for
1589                  * PageBuddy on freed pages on other zones.
1590                  */
1591                 if (ret)
1592                         drain_all_pages(zone);
1593         } while (ret);
1594
1595         /* Ok, all of our target is isolated.
1596            We cannot do rollback at this point. */
1597         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1598                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1599         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1600         /*
1601          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1602          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1603          * pageblocks zone counter here.
1604          */
1605         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1606         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1607         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1608
1609         /* removal success */
1610         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1611         zone->present_pages -= offlined_pages;
1612
1613         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1614         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1615         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1616
1617         init_per_zone_wmark_min();
1618
1619         if (!populated_zone(zone)) {
1620                 zone_pcp_reset(zone);
1621                 build_all_zonelists(NULL);
1622         } else
1623                 zone_pcp_update(zone);
1624
1625         node_states_clear_node(node, &arg);
1626         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1627                 kswapd_stop(node);
1628                 kcompactd_stop(node);
1629         }
1630
1631         writeback_set_ratelimit();
1632
1633         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1634         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1635         mem_hotplug_done();
1636         return 0;
1637
1638 failed_removal_isolated:
1639         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1640         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1641 failed_removal:
1642         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1643                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1644                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1645                  reason);
1646         /* pushback to free area */
1647         mem_hotplug_done();
1648         return ret;
1649 }
1650
1651 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1652 {
1653         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1654 }
1655
1656 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1657 {
1658         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1659
1660         if (unlikely(ret)) {
1661                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1662
1663                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1664                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1665                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1666                         &beginpa, &endpa);
1667
1668                 return -EBUSY;
1669         }
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1674 {
1675         int cpu;
1676
1677         for_each_present_cpu(cpu) {
1678                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1679                         /*
1680                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1681                          * offline this node.
1682                          */
1683                         return -EBUSY;
1684         }
1685
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1690 {
1691         int nid = *(int *)arg;
1692
1693         /*
1694          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1695          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1696          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1697          */
1698         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1699 }
1700
1701 /**
1702  * try_offline_node
1703  * @nid: the node ID
1704  *
1705  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1706  *
1707  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1708  * and online/offline operations before this call.
1709  */
1710 void try_offline_node(int nid)
1711 {
1712         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1713         int rc;
1714
1715         /*
1716          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1717          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1718          * e.g., after the memory block was onlined.
1719          */
1720         if (pgdat->node_spanned_pages)
1721                 return;
1722
1723         /*
1724          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1725          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1726          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1727          */
1728         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1729         if (rc)
1730                 return;
1731
1732         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1733                 return;
1734
1735         /*
1736          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1737          * node now.
1738          */
1739         node_set_offline(nid);
1740         unregister_one_node(nid);
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1743
1744 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1745                                       resource_size_t size)
1746 {
1747         int ret;
1748
1749         /*
1750          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1751          * this function never fails. It might only fail if resources
1752          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1753          * removing of memory cannot fail.
1754          */
1755         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1756         if (ret) {
1757                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1758
1759                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1760                         &start, &endres, ret);
1761         }
1762 }
1763
1764 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1765 {
1766         int rc = 0;
1767
1768         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1769
1770         /*
1771          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1772          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1773          * if this is not the case.
1774          */
1775         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1776         if (rc)
1777                 return rc;
1778
1779         /* remove memmap entry */
1780         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1781
1782         /*
1783          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1784          * a barrier against racing online attempts.
1785          */
1786         remove_memory_block_devices(start, size);
1787
1788         mem_hotplug_begin();
1789
1790         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1791
1792         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1793                 memblock_free(start, size);
1794                 memblock_remove(start, size);
1795         }
1796
1797         __release_memory_resource(start, size);
1798
1799         try_offline_node(nid);
1800
1801         mem_hotplug_done();
1802         return 0;
1803 }
1804
1805 /**
1806  * remove_memory
1807  * @nid: the node ID
1808  * @start: physical address of the region to remove
1809  * @size: size of the region to remove
1810  *
1811  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1812  * and online/offline operations before this call, as required by
1813  * try_offline_node().
1814  */
1815 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1816 {
1817
1818         /*
1819          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1820          * function
1821          */
1822         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1823                 BUG();
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1828  * some memory is not offline
1829  */
1830 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1831 {
1832         int rc;
1833
1834         lock_device_hotplug();
1835         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1836         unlock_device_hotplug();
1837
1838         return rc;
1839 }
1840 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1841
1842 /*
1843  * Try to offline and remove a memory block. Might take a long time to
1844  * finish in case memory is still in use. Primarily useful for memory devices
1845  * that logically unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to
1846  * offline + remove the memory block.
1847  */
1848 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1849 {
1850         struct memory_block *mem;
1851         int rc = -EINVAL;
1852
1853         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1854             size != memory_block_size_bytes())
1855                 return rc;
1856
1857         lock_device_hotplug();
1858         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(PFN_DOWN(start)));
1859         if (mem)
1860                 rc = device_offline(&mem->dev);
1861         /* Ignore if the device is already offline. */
1862         if (rc > 0)
1863                 rc = 0;
1864
1865         /*
1866          * In case we succeeded to offline the memory block, remove it.
1867          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1868          */
1869         if (!rc) {
1870                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1871                 WARN_ON_ONCE(rc);
1872         }
1873         unlock_device_hotplug();
1874
1875         return rc;
1876 }
1877 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1878 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */