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                         MEMMAP_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         BUG_ON(ret);
1085
1086         /* create new memmap entry */
1087         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1088                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1089
1090         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1091         mem_hotplug_done();
1092
1093         /* online pages if requested */
1094         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1095                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1096
1097         return ret;
1098 error:
1099         /* rollback pgdat allocation and others */
1100         if (new_node)
1101                 rollback_node_hotadd(nid);
1102         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1103                 memblock_remove(start, size);
1104         mem_hotplug_done();
1105         return ret;
1106 }
1107
1108 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1109 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1110 {
1111         struct resource *res;
1112         int ret;
1113
1114         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1115         if (IS_ERR(res))
1116                 return PTR_ERR(res);
1117
1118         ret = add_memory_resource(nid, res);
1119         if (ret < 0)
1120                 release_memory_resource(res);
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1125 {
1126         int rc;
1127
1128         lock_device_hotplug();
1129         rc = __add_memory(nid, start, size);
1130         unlock_device_hotplug();
1131
1132         return rc;
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1135
1136 /*
1137  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1138  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1139  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1140  * after a reboot, and after kexec.
1141  *
1142  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1143  * kexec kernel or for placing kexec images:
1144  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1145  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1146  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1147  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1148  *
1149  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1150  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1151  * with IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1152  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1153  *
1154  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1155  * "System RAM ($DRIVER)".
1156  */
1157 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1158                               const char *resource_name)
1159 {
1160         struct resource *res;
1161         int rc;
1162
1163         if (!resource_name ||
1164             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1165             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1166                 return -EINVAL;
1167
1168         lock_device_hotplug();
1169
1170         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1171         if (IS_ERR(res)) {
1172                 rc = PTR_ERR(res);
1173                 goto out_unlock;
1174         }
1175
1176         rc = add_memory_resource(nid, res);
1177         if (rc < 0)
1178                 release_memory_resource(res);
1179
1180 out_unlock:
1181         unlock_device_hotplug();
1182         return rc;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1185
1186 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1187 /*
1188  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1189  * memory holes). When true, return the zone.
1190  */
1191 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1192                                   unsigned long end_pfn)
1193 {
1194         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1195         struct zone *zone = NULL;
1196         struct page *page;
1197         int i;
1198         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1199              pfn < end_pfn;
1200              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1201                 /* Make sure the memory section is present first */
1202                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1203                         continue;
1204                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1205                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1206                         i = 0;
1207                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1208                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1209                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1210                                 i++;
1211                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1212                                 continue;
1213                         /* Check if we got outside of the zone */
1214                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1215                                 return NULL;
1216                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1217                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1218                                 return NULL;
1219                         zone = page_zone(page);
1220                 }
1221         }
1222
1223         return zone;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1228  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1229  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1230  * definitely unmovable pages.
1231  *
1232  * Returns:
1233  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1234  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1235  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1236  */
1237 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1238                               unsigned long *movable_pfn)
1239 {
1240         unsigned long pfn;
1241
1242         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1243                 struct page *page, *head;
1244                 unsigned long skip;
1245
1246                 if (!pfn_valid(pfn))
1247                         continue;
1248                 page = pfn_to_page(pfn);
1249                 if (PageLRU(page))
1250                         goto found;
1251                 if (__PageMovable(page))
1252                         goto found;
1253
1254                 /*
1255                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1256                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1257                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1258                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1259                  */
1260                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1261                         return -EBUSY;
1262
1263                 if (!PageHuge(page))
1264                         continue;
1265                 head = compound_head(page);
1266                 if (page_huge_active(head))
1267                         goto found;
1268                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1269                 pfn += skip - 1;
1270         }
1271         return -ENOENT;
1272 found:
1273         *movable_pfn = pfn;
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1278 {
1279         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1280         struct migration_target_control mtc = {
1281                 .nid = page_to_nid(page),
1282                 .nmask = &nmask,
1283                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1284         };
1285
1286         /*
1287          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1288          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1289          * of the only existing node)
1290          */
1291         node_clear(mtc.nid, nmask);
1292         if (nodes_empty(nmask))
1293                 node_set(mtc.nid, nmask);
1294
1295         return alloc_migration_target(page, (unsigned long)&mtc);
1296 }
1297
1298 static int
1299 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1300 {
1301         unsigned long pfn;
1302         struct page *page, *head;
1303         int ret = 0;
1304         LIST_HEAD(source);
1305
1306         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1307                 if (!pfn_valid(pfn))
1308                         continue;
1309                 page = pfn_to_page(pfn);
1310                 head = compound_head(page);
1311
1312                 if (PageHuge(page)) {
1313                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1314                         isolate_huge_page(head, &source);
1315                         continue;
1316                 } else if (PageTransHuge(page))
1317                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1318
1319                 /*
1320                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1321                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1322                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1323                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1324                  * the unmap as the catch all safety net).
1325                  */
1326                 if (PageHWPoison(page)) {
1327                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1328                                 isolate_lru_page(page);
1329                         if (page_mapped(page))
1330                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1331                         continue;
1332                 }
1333
1334                 if (!get_page_unless_zero(page))
1335                         continue;
1336                 /*
1337                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1338                  * LRU and non-lru movable pages.
1339                  */
1340                 if (PageLRU(page))
1341                         ret = isolate_lru_page(page);
1342                 else
1343                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1344                 if (!ret) { /* Success */
1345                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1346                         if (!__PageMovable(page))
1347                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1348                                                     page_is_file_lru(page));
1349
1350                 } else {
1351                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1352                         dump_page(page, "isolation failed");
1353                 }
1354                 put_page(page);
1355         }
1356         if (!list_empty(&source)) {
1357                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1358                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1359                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1360                 if (ret) {
1361                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1362                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1363                                        page_to_pfn(page), ret);
1364                                 dump_page(page, "migration failure");
1365                         }
1366                         putback_movable_pages(&source);
1367                 }
1368         }
1369
1370         return ret;
1371 }
1372
1373 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1374 static int
1375 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1376                         void *data)
1377 {
1378         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1379
1380         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1381         return 0;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Check all pages in range, recorded as memory resource, are isolated.
1386  */
1387 static int
1388 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1389                         void *data)
1390 {
1391         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1392                                    MEMORY_OFFLINE);
1393 }
1394
1395 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1396 {
1397         movable_node_enabled = true;
1398         return 0;
1399 }
1400 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1401
1402 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1403 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1404                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1405 {
1406         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1407         unsigned long present_pages = 0;
1408         enum zone_type zt;
1409
1410         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1411         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1412         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1413
1414         /*
1415          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1416          * If the memory to be offline is within the range
1417          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1418          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1419          * thus we can determine that we need to clear the node from
1420          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1421          */
1422         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1423                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1424         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1425                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1426
1427 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1428         /*
1429          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1430          * have normal memory or high memory.
1431          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1432          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1433          * we determine that the zones in that range become empty,
1434          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1435          */
1436         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1437         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1438                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1439 #endif
1440
1441         /*
1442          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1443          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1444          * as well.
1445          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1446          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1447          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1448          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1449          * it for N_MEMORY as well.
1450          */
1451         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1452
1453         if (nr_pages >= present_pages)
1454                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1455 }
1456
1457 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1458 {
1459         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1460                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1461
1462         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1463                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1464
1465         if (arg->status_change_nid >= 0)
1466                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1467 }
1468
1469 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1470                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1471 {
1472         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1473
1474         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1479                   unsigned long end_pfn)
1480 {
1481         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1482         unsigned long offlined_pages = 0;
1483         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1484         unsigned long flags;
1485         struct zone *zone;
1486         struct memory_notify arg;
1487         char *reason;
1488
1489         mem_hotplug_begin();
1490
1491         /*
1492          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1493          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1494          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1495          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1496          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1497          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1498          */
1499         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1500                               count_system_ram_pages_cb);
1501         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1502                 ret = -EINVAL;
1503                 reason = "memory holes";
1504                 goto failed_removal;
1505         }
1506
1507         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1508            we assume this for now. .*/
1509         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1510         if (!zone) {
1511                 ret = -EINVAL;
1512                 reason = "multizone range";
1513                 goto failed_removal;
1514         }
1515         node = zone_to_nid(zone);
1516
1517         /* set above range as isolated */
1518         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1519                                        MIGRATE_MOVABLE,
1520                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1521         if (ret < 0) {
1522                 reason = "failure to isolate range";
1523                 goto failed_removal;
1524         }
1525         nr_isolate_pageblock = ret;
1526
1527         arg.start_pfn = start_pfn;
1528         arg.nr_pages = nr_pages;
1529         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1530
1531         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1532         ret = notifier_to_errno(ret);
1533         if (ret) {
1534                 reason = "notifier failure";
1535                 goto failed_removal_isolated;
1536         }
1537
1538         do {
1539                 pfn = start_pfn;
1540                 do {
1541                         if (signal_pending(current)) {
1542                                 ret = -EINTR;
1543                                 reason = "signal backoff";
1544                                 goto failed_removal_isolated;
1545                         }
1546
1547                         cond_resched();
1548                         lru_add_drain_all();
1549
1550                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1551                         if (!ret) {
1552                                 /*
1553                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1554                                  * out
1555                                  */
1556                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1557                         }
1558                 } while (!ret);
1559
1560                 if (ret != -ENOENT) {
1561                         reason = "unmovable page";
1562                         goto failed_removal_isolated;
1563                 }
1564
1565                 /*
1566                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1567                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1568                  * counting consistent.
1569                  */
1570                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1571                 if (ret) {
1572                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1573                         goto failed_removal_isolated;
1574                 }
1575                 /* check again */
1576                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1577                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1578         } while (ret);
1579
1580         /* Ok, all of our target is isolated.
1581            We cannot do rollback at this point. */
1582         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1583                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1584         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1585         /*
1586          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1587          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1588          * pageblocks zone counter here.
1589          */
1590         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1591         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1592         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1593
1594         /* removal success */
1595         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1596         zone->present_pages -= offlined_pages;
1597
1598         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1599         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1600         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1601
1602         init_per_zone_wmark_min();
1603
1604         if (!populated_zone(zone)) {
1605                 zone_pcp_reset(zone);
1606                 build_all_zonelists(NULL);
1607         } else
1608                 zone_pcp_update(zone);
1609
1610         node_states_clear_node(node, &arg);
1611         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1612                 kswapd_stop(node);
1613                 kcompactd_stop(node);
1614         }
1615
1616         writeback_set_ratelimit();
1617
1618         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1619         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1620         mem_hotplug_done();
1621         return 0;
1622
1623 failed_removal_isolated:
1624         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1625         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1626 failed_removal:
1627         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1628                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1629                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1630                  reason);
1631         /* pushback to free area */
1632         mem_hotplug_done();
1633         return ret;
1634 }
1635
1636 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1637 {
1638         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1639 }
1640
1641 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1642 {
1643         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1644
1645         if (unlikely(ret)) {
1646                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1647
1648                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1649                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1650                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1651                         &beginpa, &endpa);
1652
1653                 return -EBUSY;
1654         }
1655         return 0;
1656 }
1657
1658 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1659 {
1660         int cpu;
1661
1662         for_each_present_cpu(cpu) {
1663                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1664                         /*
1665                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1666                          * offline this node.
1667                          */
1668                         return -EBUSY;
1669         }
1670
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1675 {
1676         int nid = *(int *)arg;
1677
1678         /*
1679          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1680          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1681          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1682          */
1683         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * try_offline_node
1688  * @nid: the node ID
1689  *
1690  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1691  *
1692  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1693  * and online/offline operations before this call.
1694  */
1695 void try_offline_node(int nid)
1696 {
1697         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1698         int rc;
1699
1700         /*
1701          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1702          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1703          * e.g., after the memory block was onlined.
1704          */
1705         if (pgdat->node_spanned_pages)
1706                 return;
1707
1708         /*
1709          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1710          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1711          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1712          */
1713         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1714         if (rc)
1715                 return;
1716
1717         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1718                 return;
1719
1720         /*
1721          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1722          * node now.
1723          */
1724         node_set_offline(nid);
1725         unregister_one_node(nid);
1726 }
1727 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1728
1729 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1730                                       resource_size_t size)
1731 {
1732         int ret;
1733
1734         /*
1735          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1736          * this function never fails. It might only fail if resources
1737          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1738          * removing of memory cannot fail.
1739          */
1740         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1741         if (ret) {
1742                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1743
1744                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1745                         &start, &endres, ret);
1746         }
1747 }
1748
1749 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1750 {
1751         int rc = 0;
1752
1753         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1754
1755         /*
1756          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1757          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1758          * if this is not the case.
1759          */
1760         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1761         if (rc)
1762                 return rc;
1763
1764         /* remove memmap entry */
1765         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1766
1767         /*
1768          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1769          * a barrier against racing online attempts.
1770          */
1771         remove_memory_block_devices(start, size);
1772
1773         mem_hotplug_begin();
1774
1775         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1776
1777         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1778                 memblock_free(start, size);
1779                 memblock_remove(start, size);
1780         }
1781
1782         __release_memory_resource(start, size);
1783
1784         try_offline_node(nid);
1785
1786         mem_hotplug_done();
1787         return 0;
1788 }
1789
1790 /**
1791  * remove_memory
1792  * @nid: the node ID
1793  * @start: physical address of the region to remove
1794  * @size: size of the region to remove
1795  *
1796  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1797  * and online/offline operations before this call, as required by
1798  * try_offline_node().
1799  */
1800 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1801 {
1802
1803         /*
1804          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1805          * function
1806          */
1807         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1808                 BUG();
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1813  * some memory is not offline
1814  */
1815 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1816 {
1817         int rc;
1818
1819         lock_device_hotplug();
1820         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1821         unlock_device_hotplug();
1822
1823         return rc;
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1826
1827 /*
1828  * Try to offline and remove a memory block. Might take a long time to
1829  * finish in case memory is still in use. Primarily useful for memory devices
1830  * that logically unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to
1831  * offline + remove the memory block.
1832  */
1833 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1834 {
1835         struct memory_block *mem;
1836         int rc = -EINVAL;
1837
1838         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1839             size != memory_block_size_bytes())
1840                 return rc;
1841
1842         lock_device_hotplug();
1843         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(PFN_DOWN(start)));
1844         if (mem)
1845                 rc = device_offline(&mem->dev);
1846         /* Ignore if the device is already offline. */
1847         if (rc > 0)
1848                 rc = 0;
1849
1850         /*
1851          * In case we succeeded to offline the memory block, remove it.
1852          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1853          */
1854         if (!rc) {
1855                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1856                 WARN_ON_ONCE(rc);
1857         }
1858         unlock_device_hotplug();
1859
1860         return rc;
1861 }
1862 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1863 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */