mm/memory_hotplug.c

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