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