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