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