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 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 354 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 355                                      unsigned long start_pfn,
 356                                      unsigned long end_pfn)
 357 {
 358         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 359                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 360                         continue;
 361
 362                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 363                         continue;
 364
 365                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 366                         continue;
 367
 368                 return start_pfn;
 369         }
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 375 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 376                                     unsigned long start_pfn,
 377                                     unsigned long end_pfn)
 378 {
 379         unsigned long pfn;
 380
 381         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 382         pfn = end_pfn - 1;
 383         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 384                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 385                         continue;
 386
 387                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 388                         continue;
 389
 390                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 391                         continue;
 392
 393                 return pfn;
 394         }
 395
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 400                              unsigned long end_pfn)
 401 {
 402         unsigned long pfn;
 403         int nid = zone_to_nid(zone);
 404
 405         zone_span_writelock(zone);
 406         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
 407                 /*
 408                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 409                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 410                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 411                  * for shrinking zone.
 412                  */
 413                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 414                                                 zone_end_pfn(zone));
 415                 if (pfn) {
 416                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
 417                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 418                 } else {
 419                         zone->zone_start_pfn = 0;
 420                         zone->spanned_pages = 0;
 421                 }
 422         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
 423                 /*
 424                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 425                  * shrink zone->spanned_pages.
 426                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 427                  * shrinking zone.
 428                  */
 429                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
 430                                                start_pfn);
 431                 if (pfn)
 432                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
 433                 else {
 434                         zone->zone_start_pfn = 0;
 435                         zone->spanned_pages = 0;
 436                 }
 437         }
 438         zone_span_writeunlock(zone);
 439 }
 440
 441 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 442 {
 443         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 444         struct zone *zone;
 445
 446         for (zone = pgdat->node_zones;
 447              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 448                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 449                                              zone->spanned_pages;
 450
 451                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 452                 if (!zone->spanned_pages)
 453                         continue;
 454                 if (!node_end_pfn) {
 455                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 456                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 457                         continue;
 458                 }
 459
 460                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 461                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 462                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 463                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 464         }
 465
 466         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 467         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 468 }
 469
 470 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
 471                                       unsigned long start_pfn,
 472                                       unsigned long nr_pages)
 473 {
 474         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 475         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 476         unsigned long pfn, cur_nr_pages, flags;
 477
 478         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
 479         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
 480                 cond_resched();
 481
 482                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
 483                 cur_nr_pages =
 484                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
 485                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
 486                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
 487         }
 488
 489 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 490         /*
 491          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 492          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 493          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 494          */
 495         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 496                 return;
 497 #endif
 498
 499         clear_zone_contiguous(zone);
 500
 501         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 502         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 503         update_pgdat_span(pgdat);
 504         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 505
 506         set_zone_contiguous(zone);
 507 }
 508
 509 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 510                              unsigned long map_offset,
 511                              struct vmem_altmap *altmap)
 512 {
 513         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
 514
 515         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 516                 return;
 517
 518         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 519 }
 520
 521 /**
 522  * __remove_pages() - remove sections of pages
 523  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 524  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 525  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 526  *
 527  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 528  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 529  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 530  * calling offline_pages().
 531  */
 532 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 533                     struct vmem_altmap *altmap)
 534 {
 535         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
 536         unsigned long cur_nr_pages;
 537         unsigned long map_offset = 0;
 538
 539         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 540
 541         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 542                 return;
 543
 544         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
 545                 cond_resched();
 546                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
 547                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
 548                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
 549                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
 550                 map_offset = 0;
 551         }
 552 }
 553
 554 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 555 {
 556         int rc = -EINVAL;
 557
 558         get_online_mems();
 559         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 560
 561         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 562                 online_page_callback = callback;
 563                 rc = 0;
 564         }
 565
 566         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 567         put_online_mems();
 568
 569         return rc;
 570 }
 571 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 572
 573 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 574 {
 575         int rc = -EINVAL;
 576
 577         get_online_mems();
 578         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 579
 580         if (online_page_callback == callback) {
 581                 online_page_callback = generic_online_page;
 582                 rc = 0;
 583         }
 584
 585         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 586         put_online_mems();
 587
 588         return rc;
 589 }
 590 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 591
 592 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 593 {
 594         /*
 595          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
 596          * so we should map it first. This is better than introducing a special
 597          * case in page freeing fast path.
 598          */
 599         if (debug_pagealloc_enabled_static())
 600                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 601         __free_pages_core(page, order);
 602         totalram_pages_add(1UL << order);
 603 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 604         if (PageHighMem(page))
 605                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 606 #endif
 607 }
 608 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
 609
 610 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 611                         void *arg)
 612 {
 613         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 614         unsigned long pfn;
 615         int order;
 616
 617         /*
 618          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
 619          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
 620          * them as being online/belonging to this zone ("present").
 621          */
 622         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
 623                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
 624                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
 625                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
 626                         order = 0;
 627                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
 628         }
 629
 630         /* mark all involved sections as online */
 631         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
 632
 633         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 638 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 639         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 640 {
 641         int nid = zone_to_nid(zone);
 642
 643         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 644         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 645         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 646
 647         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 648                 arg->status_change_nid = nid;
 649         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 650                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 651 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 652         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 653                 arg->status_change_nid_high = nid;
 654 #endif
 655 }
 656
 657 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 658 {
 659         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 660                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 661
 662         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 663                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 664
 665         if (arg->status_change_nid >= 0)
 666                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 667 }
 668
 669 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 670                 unsigned long nr_pages)
 671 {
 672         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 673
 674         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 675                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 676
 677         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 678 }
 679
 680 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 681                                      unsigned long nr_pages)
 682 {
 683         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 684
 685         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 686                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 687
 688         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 689
 690 }
 691 /*
 692  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
 693  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
 694  * call, all affected pages are PG_reserved.
 695  */
 696 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 697                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 698 {
 699         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 700         int nid = pgdat->node_id;
 701         unsigned long flags;
 702
 703         clear_zone_contiguous(zone);
 704
 705         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 706         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 707         zone_span_writelock(zone);
 708         if (zone_is_empty(zone))
 709                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 710         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 711         zone_span_writeunlock(zone);
 712         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 713         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 714
 715         /*
 716          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 717          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 718          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 719          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 720          */
 721         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 722                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 723
 724         set_zone_contiguous(zone);
 725 }
 726
 727 /*
 728  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 729  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 730  * to the ZONE_NORMAL.
 731  */
 732 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 733                 unsigned long nr_pages)
 734 {
 735         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 736         int zid;
 737
 738         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 739                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 740
 741                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 742                         return zone;
 743         }
 744
 745         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 746 }
 747
 748 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 749                 unsigned long nr_pages)
 750 {
 751         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 752                         nr_pages);
 753         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 754         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 755         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 756
 757         /*
 758          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 759          * overlap in the given range
 760          */
 761         if (in_kernel ^ in_movable)
 762                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 763
 764         /*
 765          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 766          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 767          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 768          */
 769         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 770 }
 771
 772 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 773                 unsigned long nr_pages)
 774 {
 775         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 776                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 777
 778         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 779                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 780
 781         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 782 }
 783
 784 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 785                        int online_type, int nid)
 786 {
 787         unsigned long flags;
 788         unsigned long onlined_pages = 0;
 789         struct zone *zone;
 790         int need_zonelists_rebuild = 0;
 791         int ret;
 792         struct memory_notify arg;
 793
 794         mem_hotplug_begin();
 795
 796         /* associate pfn range with the zone */
 797         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 798         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
 799
 800         arg.start_pfn = pfn;
 801         arg.nr_pages = nr_pages;
 802         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 803
 804         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 805         ret = notifier_to_errno(ret);
 806         if (ret)
 807                 goto failed_addition;
 808
 809         /*
 810          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 811          * This means the page allocator ignores this zone.
 812          * So, zonelist must be updated after online.
 813          */
 814         if (!populated_zone(zone)) {
 815                 need_zonelists_rebuild = 1;
 816                 setup_zone_pageset(zone);
 817         }
 818
 819         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 820                 online_pages_range);
 821         if (ret) {
 822                 /* not a single memory resource was applicable */
 823                 if (need_zonelists_rebuild)
 824                         zone_pcp_reset(zone);
 825                 goto failed_addition;
 826         }
 827
 828         zone->present_pages += onlined_pages;
 829
 830         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 831         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 832         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 833
 834         shuffle_zone(zone);
 835
 836         node_states_set_node(nid, &arg);
 837         if (need_zonelists_rebuild)
 838                 build_all_zonelists(NULL);
 839         else
 840                 zone_pcp_update(zone);
 841
 842         init_per_zone_wmark_min();
 843
 844         kswapd_run(nid);
 845         kcompactd_run(nid);
 846
 847         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 848
 849         writeback_set_ratelimit();
 850
 851         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 852         mem_hotplug_done();
 853         return 0;
 854
 855 failed_addition:
 856         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 857                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 858                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 859         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 860         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
 861         mem_hotplug_done();
 862         return ret;
 863 }
 864 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 865
 866 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 867 {
 868         struct zone *z;
 869
 870         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 871                 z->present_pages = 0;
 872
 873         pgdat->node_present_pages = 0;
 874 }
 875
 876 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 877 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
 878 {
 879         struct pglist_data *pgdat;
 880
 881         pgdat = NODE_DATA(nid);
 882         if (!pgdat) {
 883                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 884                 if (!pgdat)
 885                         return NULL;
 886
 887                 pgdat->per_cpu_nodestats =
 888                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 889                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 890         } else {
 891                 int cpu;
 892                 /*
 893                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
 894                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
 895                  * when it starts in the near future.
 896                  */
 897                 pgdat->nr_zones = 0;
 898                 pgdat->kswapd_order = 0;
 899                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
 900                 for_each_online_cpu(cpu) {
 901                         struct per_cpu_nodestat *p;
 902
 903                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
 904                         memset(p, 0, sizeof(*p));
 905                 }
 906         }
 907
 908         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 909         pgdat->node_id = nid;
 910         pgdat->node_start_pfn = 0;
 911
 912         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 913         free_area_init_core_hotplug(nid);
 914
 915         /*
 916          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 917          * to access not-initialized zonelist, build here.
 918          */
 919         build_all_zonelists(pgdat);
 920
 921         /*
 922          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 923          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 924          * online_pages() and offline_pages().
 925          */
 926         reset_node_managed_pages(pgdat);
 927         reset_node_present_pages(pgdat);
 928
 929         return pgdat;
 930 }
 931
 932 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 933 {
 934         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 935
 936         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 937         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 938         arch_free_nodedata(pgdat);
 939 }
 940
 941
 942 /**
 943  * try_online_node - online a node if offlined
 944  * @nid: the node ID
 945  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 946  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 947  *
 948  * Returns:
 949  * 1 -> a new node has been allocated
 950  * 0 -> the node is already online
 951  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 952  */
 953 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
 954 {
 955         pg_data_t *pgdat;
 956         int ret = 1;
 957
 958         if (node_online(nid))
 959                 return 0;
 960
 961         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
 962         if (!pgdat) {
 963                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 964                 ret = -ENOMEM;
 965                 goto out;
 966         }
 967
 968         if (set_node_online) {
 969                 node_set_online(nid);
 970                 ret = register_one_node(nid);
 971                 BUG_ON(ret);
 972         }
 973 out:
 974         return ret;
 975 }
 976
 977 /*
 978  * Users of this function always want to online/register the node
 979  */
 980 int try_online_node(int nid)
 981 {
 982         int ret;
 983
 984         mem_hotplug_begin();
 985         ret =  __try_online_node(nid, true);
 986         mem_hotplug_done();
 987         return ret;
 988 }
 989
 990 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
 991 {
 992         /* memory range must be block size aligned */
 993         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
 994             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
 995                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
 996                        memory_block_size_bytes(), start, size);
 997                 return -EINVAL;
 998         }
 999
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1004 {
1005         mem->online_type = memhp_default_online_type;
1006         return device_online(&mem->dev);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1011  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1012  *
1013  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1014  */
1015 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1016 {
1017         struct mhp_params params = { .pgprot = PAGE_KERNEL };
1018         u64 start, size;
1019         bool new_node = false;
1020         int ret;
1021
1022         start = res->start;
1023         size = resource_size(res);
1024
1025         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1026         if (ret)
1027                 return ret;
1028
1029         if (!node_possible(nid)) {
1030                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1031                 return -EINVAL;
1032         }
1033
1034         mem_hotplug_begin();
1035
1036         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1037                 memblock_add_node(start, size, nid);
1038
1039         ret = __try_online_node(nid, false);
1040         if (ret < 0)
1041                 goto error;
1042         new_node = ret;
1043
1044         /* call arch's memory hotadd */
1045         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1046         if (ret < 0)
1047                 goto error;
1048
1049         /* create memory block devices after memory was added */
1050         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1051         if (ret) {
1052                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1053                 goto error;
1054         }
1055
1056         if (new_node) {
1057                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1058                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1059                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1060                  * We online node here. We can't roll back from here.
1061                  */
1062                 node_set_online(nid);
1063                 ret = __register_one_node(nid);
1064                 BUG_ON(ret);
1065         }
1066
1067         /* link memory sections under this node.*/
1068         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1069         BUG_ON(ret);
1070
1071         /* create new memmap entry */
1072         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1073                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1074
1075         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1076         mem_hotplug_done();
1077
1078         /* online pages if requested */
1079         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1080                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1081
1082         return ret;
1083 error:
1084         /* rollback pgdat allocation and others */
1085         if (new_node)
1086                 rollback_node_hotadd(nid);
1087         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1088                 memblock_remove(start, size);
1089         mem_hotplug_done();
1090         return ret;
1091 }
1092
1093 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1094 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1095 {
1096         struct resource *res;
1097         int ret;
1098
1099         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1100         if (IS_ERR(res))
1101                 return PTR_ERR(res);
1102
1103         ret = add_memory_resource(nid, res);
1104         if (ret < 0)
1105                 release_memory_resource(res);
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1110 {
1111         int rc;
1112
1113         lock_device_hotplug();
1114         rc = __add_memory(nid, start, size);
1115         unlock_device_hotplug();
1116
1117         return rc;
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1120
1121 /*
1122  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1123  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1124  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1125  * after a reboot, and after kexec.
1126  *
1127  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1128  * kexec kernel or for placing kexec images:
1129  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1130  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1131  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1132  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1133  *
1134  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1135  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1136  * with IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1137  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1138  *
1139  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1140  * "System RAM ($DRIVER)".
1141  */
1142 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1143                               const char *resource_name)
1144 {
1145         struct resource *res;
1146         int rc;
1147
1148         if (!resource_name ||
1149             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1150             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1151                 return -EINVAL;
1152
1153         lock_device_hotplug();
1154
1155         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1156         if (IS_ERR(res)) {
1157                 rc = PTR_ERR(res);
1158                 goto out_unlock;
1159         }
1160
1161         rc = add_memory_resource(nid, res);
1162         if (rc < 0)
1163                 release_memory_resource(res);
1164
1165 out_unlock:
1166         unlock_device_hotplug();
1167         return rc;
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1170
1171 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1172 /*
1173  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1174  * memory holes). When true, return the zone.
1175  */
1176 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1177                                   unsigned long end_pfn)
1178 {
1179         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1180         struct zone *zone = NULL;
1181         struct page *page;
1182         int i;
1183         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1184              pfn < end_pfn;
1185              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1186                 /* Make sure the memory section is present first */
1187                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1188                         continue;
1189                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1190                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1191                         i = 0;
1192                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1193                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1194                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1195                                 i++;
1196                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1197                                 continue;
1198                         /* Check if we got outside of the zone */
1199                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1200                                 return NULL;
1201                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1202                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1203                                 return NULL;
1204                         zone = page_zone(page);
1205                 }
1206         }
1207
1208         return zone;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1213  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1214  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1215  * definitely unmovable pages.
1216  *
1217  * Returns:
1218  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1219  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1220  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1221  */
1222 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1223                               unsigned long *movable_pfn)
1224 {
1225         unsigned long pfn;
1226
1227         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1228                 struct page *page, *head;
1229                 unsigned long skip;
1230
1231                 if (!pfn_valid(pfn))
1232                         continue;
1233                 page = pfn_to_page(pfn);
1234                 if (PageLRU(page))
1235                         goto found;
1236                 if (__PageMovable(page))
1237                         goto found;
1238
1239                 /*
1240                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1241                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1242                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1243                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1244                  */
1245                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1246                         return -EBUSY;
1247
1248                 if (!PageHuge(page))
1249                         continue;
1250                 head = compound_head(page);
1251                 if (page_huge_active(head))
1252                         goto found;
1253                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1254                 pfn += skip - 1;
1255         }
1256         return -ENOENT;
1257 found:
1258         *movable_pfn = pfn;
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1263 {
1264         int nid = page_to_nid(page);
1265         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1266
1267         /*
1268          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1269          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1270          * of the only existing node)
1271          */
1272         node_clear(nid, nmask);
1273         if (nodes_empty(nmask))
1274                 node_set(nid, nmask);
1275
1276         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1277 }
1278
1279 static int
1280 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1281 {
1282         unsigned long pfn;
1283         struct page *page;
1284         int ret = 0;
1285         LIST_HEAD(source);
1286
1287         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1288                 if (!pfn_valid(pfn))
1289                         continue;
1290                 page = pfn_to_page(pfn);
1291
1292                 if (PageHuge(page)) {
1293                         struct page *head = compound_head(page);
1294                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1295                         isolate_huge_page(head, &source);
1296                         continue;
1297                 } else if (PageTransHuge(page))
1298                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1299                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1300
1301                 /*
1302                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1303                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1304                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1305                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1306                  * the unmap as the catch all safety net).
1307                  */
1308                 if (PageHWPoison(page)) {
1309                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1310                                 isolate_lru_page(page);
1311                         if (page_mapped(page))
1312                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1313                         continue;
1314                 }
1315
1316                 if (!get_page_unless_zero(page))
1317                         continue;
1318                 /*
1319                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1320                  * LRU and non-lru movable pages.
1321                  */
1322                 if (PageLRU(page))
1323                         ret = isolate_lru_page(page);
1324                 else
1325                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1326                 if (!ret) { /* Success */
1327                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1328                         if (!__PageMovable(page))
1329                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1330                                                     page_is_file_lru(page));
1331
1332                 } else {
1333                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1334                         dump_page(page, "isolation failed");
1335                 }
1336                 put_page(page);
1337         }
1338         if (!list_empty(&source)) {
1339                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1340                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1341                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1342                 if (ret) {
1343                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1344                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1345                                        page_to_pfn(page), ret);
1346                                 dump_page(page, "migration failure");
1347                         }
1348                         putback_movable_pages(&source);
1349                 }
1350         }
1351
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1356 static int
1357 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1358                         void *data)
1359 {
1360         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1361
1362         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Check all pages in range, recorded as memory resource, are isolated.
1368  */
1369 static int
1370 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1371                         void *data)
1372 {
1373         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1374                                    MEMORY_OFFLINE);
1375 }
1376
1377 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1378 {
1379         movable_node_enabled = true;
1380         return 0;
1381 }
1382 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1383
1384 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1385 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1386                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1387 {
1388         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1389         unsigned long present_pages = 0;
1390         enum zone_type zt;
1391
1392         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1393         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1394         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1395
1396         /*
1397          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1398          * If the memory to be offline is within the range
1399          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1400          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1401          * thus we can determine that we need to clear the node from
1402          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1403          */
1404         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1405                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1406         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1407                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1408
1409 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1410         /*
1411          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1412          * have normal memory or high memory.
1413          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1414          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1415          * we determine that the zones in that range become empty,
1416          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1417          */
1418         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1419         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1420                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1421 #endif
1422
1423         /*
1424          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1425          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1426          * as well.
1427          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1428          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1429          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1430          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1431          * it for N_MEMORY as well.
1432          */
1433         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1434
1435         if (nr_pages >= present_pages)
1436                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1437 }
1438
1439 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1440 {
1441         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1442                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1443
1444         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1445                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1446
1447         if (arg->status_change_nid >= 0)
1448                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1449 }
1450
1451 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1452                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1453 {
1454         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1455
1456         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1461                   unsigned long end_pfn)
1462 {
1463         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1464         unsigned long offlined_pages = 0;
1465         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1466         unsigned long flags;
1467         struct zone *zone;
1468         struct memory_notify arg;
1469         char *reason;
1470
1471         mem_hotplug_begin();
1472
1473         /*
1474          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1475          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1476          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1477          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1478          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1479          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1480          */
1481         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1482                               count_system_ram_pages_cb);
1483         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1484                 ret = -EINVAL;
1485                 reason = "memory holes";
1486                 goto failed_removal;
1487         }
1488
1489         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1490            we assume this for now. .*/
1491         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1492         if (!zone) {
1493                 ret = -EINVAL;
1494                 reason = "multizone range";
1495                 goto failed_removal;
1496         }
1497         node = zone_to_nid(zone);
1498
1499         /* set above range as isolated */
1500         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1501                                        MIGRATE_MOVABLE,
1502                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1503         if (ret < 0) {
1504                 reason = "failure to isolate range";
1505                 goto failed_removal;
1506         }
1507         nr_isolate_pageblock = ret;
1508
1509         arg.start_pfn = start_pfn;
1510         arg.nr_pages = nr_pages;
1511         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1512
1513         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1514         ret = notifier_to_errno(ret);
1515         if (ret) {
1516                 reason = "notifier failure";
1517                 goto failed_removal_isolated;
1518         }
1519
1520         do {
1521                 pfn = start_pfn;
1522                 do {
1523                         if (signal_pending(current)) {
1524                                 ret = -EINTR;
1525                                 reason = "signal backoff";
1526                                 goto failed_removal_isolated;
1527                         }
1528
1529                         cond_resched();
1530                         lru_add_drain_all();
1531
1532                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1533                         if (!ret) {
1534                                 /*
1535                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1536                                  * out
1537                                  */
1538                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1539                         }
1540                 } while (!ret);
1541
1542                 if (ret != -ENOENT) {
1543                         reason = "unmovable page";
1544                         goto failed_removal_isolated;
1545                 }
1546
1547                 /*
1548                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1549                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1550                  * counting consistent.
1551                  */
1552                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1553                 if (ret) {
1554                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1555                         goto failed_removal_isolated;
1556                 }
1557                 /* check again */
1558                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1559                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1560         } while (ret);
1561
1562         /* Ok, all of our target is isolated.
1563            We cannot do rollback at this point. */
1564         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1565                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1566         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1567         /*
1568          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1569          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1570          * pageblocks zone counter here.
1571          */
1572         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1573         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1574         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1575
1576         /* removal success */
1577         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1578         zone->present_pages -= offlined_pages;
1579
1580         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1581         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1582         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1583
1584         init_per_zone_wmark_min();
1585
1586         if (!populated_zone(zone)) {
1587                 zone_pcp_reset(zone);
1588                 build_all_zonelists(NULL);
1589         } else
1590                 zone_pcp_update(zone);
1591
1592         node_states_clear_node(node, &arg);
1593         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1594                 kswapd_stop(node);
1595                 kcompactd_stop(node);
1596         }
1597
1598         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1599         writeback_set_ratelimit();
1600
1601         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1602         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1603         mem_hotplug_done();
1604         return 0;
1605
1606 failed_removal_isolated:
1607         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1608         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1609 failed_removal:
1610         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1611                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1612                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1613                  reason);
1614         /* pushback to free area */
1615         mem_hotplug_done();
1616         return ret;
1617 }
1618
1619 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1620 {
1621         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1622 }
1623
1624 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1625 {
1626         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1627
1628         if (unlikely(ret)) {
1629                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1630
1631                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1632                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1633                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1634                         &beginpa, &endpa);
1635
1636                 return -EBUSY;
1637         }
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1642 {
1643         int cpu;
1644
1645         for_each_present_cpu(cpu) {
1646                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1647                         /*
1648                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1649                          * offline this node.
1650                          */
1651                         return -EBUSY;
1652         }
1653
1654         return 0;
1655 }
1656
1657 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1658 {
1659         int nid = *(int *)arg;
1660
1661         /*
1662          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1663          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1664          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1665          */
1666         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1667 }
1668
1669 /**
1670  * try_offline_node
1671  * @nid: the node ID
1672  *
1673  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1674  *
1675  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1676  * and online/offline operations before this call.
1677  */
1678 void try_offline_node(int nid)
1679 {
1680         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1681         int rc;
1682
1683         /*
1684          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1685          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1686          * e.g., after the memory block was onlined.
1687          */
1688         if (pgdat->node_spanned_pages)
1689                 return;
1690
1691         /*
1692          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1693          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1694          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1695          */
1696         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1697         if (rc)
1698                 return;
1699
1700         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1701                 return;
1702
1703         /*
1704          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1705          * node now.
1706          */
1707         node_set_offline(nid);
1708         unregister_one_node(nid);
1709 }
1710 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1711
1712 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1713                                       resource_size_t size)
1714 {
1715         int ret;
1716
1717         /*
1718          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1719          * this function never fails. It might only fail if resources
1720          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1721          * removing of memory cannot fail.
1722          */
1723         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1724         if (ret) {
1725                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1726
1727                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1728                         &start, &endres, ret);
1729         }
1730 }
1731
1732 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1733 {
1734         int rc = 0;
1735
1736         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1737
1738         /*
1739          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1740          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1741          * if this is not the case.
1742          */
1743         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1744         if (rc)
1745                 goto done;
1746
1747         /* remove memmap entry */
1748         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1749
1750         /*
1751          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1752          * a barrier against racing online attempts.
1753          */
1754         remove_memory_block_devices(start, size);
1755
1756         mem_hotplug_begin();
1757
1758         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1759
1760         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1761                 memblock_free(start, size);
1762                 memblock_remove(start, size);
1763         }
1764
1765         __release_memory_resource(start, size);
1766
1767         try_offline_node(nid);
1768
1769 done:
1770         mem_hotplug_done();
1771         return rc;
1772 }
1773
1774 /**
1775  * remove_memory
1776  * @nid: the node ID
1777  * @start: physical address of the region to remove
1778  * @size: size of the region to remove
1779  *
1780  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1781  * and online/offline operations before this call, as required by
1782  * try_offline_node().
1783  */
1784 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1785 {
1786
1787         /*
1788          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1789          * function
1790          */
1791         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1792                 BUG();
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1797  * some memory is not offline
1798  */
1799 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1800 {
1801         int rc;
1802
1803         lock_device_hotplug();
1804         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1805         unlock_device_hotplug();
1806
1807         return rc;
1808 }
1809 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1810
1811 /*
1812  * Try to offline and remove a memory block. Might take a long time to
1813  * finish in case memory is still in use. Primarily useful for memory devices
1814  * that logically unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to
1815  * offline + remove the memory block.
1816  */
1817 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1818 {
1819         struct memory_block *mem;
1820         int rc = -EINVAL;
1821
1822         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1823             size != memory_block_size_bytes())
1824                 return rc;
1825
1826         lock_device_hotplug();
1827         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(PFN_DOWN(start)));
1828         if (mem)
1829                 rc = device_offline(&mem->dev);
1830         /* Ignore if the device is already offline. */
1831         if (rc > 0)
1832                 rc = 0;
1833
1834         /*
1835          * In case we succeeded to offline the memory block, remove it.
1836          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1837          */
1838         if (!rc) {
1839                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1840                 WARN_ON_ONCE(rc);
1841         }
1842         unlock_device_hotplug();
1843
1844         return rc;
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1847 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */