mm/memory_hotplug: make sure the pfn is aligned to the order when onlining
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
53
54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
56
57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
58
59 void get_online_mems(void)
60 {
61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
62 }
63
64 void put_online_mems(void)
65 {
66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
67 }
68
69 bool movable_node_enabled = false;
70
71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
72 bool memhp_auto_online;
73 #else
74 bool memhp_auto_online = true;
75 #endif
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
77
78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
79 {
80         if (!strcmp(str, "online"))
81                 memhp_auto_online = true;
82         else if (!strcmp(str, "offline"))
83                 memhp_auto_online = false;
84
85         return 1;
86 }
87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
88
89 void mem_hotplug_begin(void)
90 {
91         cpus_read_lock();
92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
93 }
94
95 void mem_hotplug_done(void)
96 {
97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
98         cpus_read_unlock();
99 }
100
101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
102
103 /* add this memory to iomem resource */
104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
105 {
106         struct resource *res;
107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
108         char *resource_name = "System RAM";
109
110         if (start + size > max_mem_size)
111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
112
113         /*
114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
115          * a child of an existing resource that was present but
116          * not marked as busy.
117          */
118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
119                                resource_name, flags);
120
121         if (!res) {
122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
123                                 start, start + size);
124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
125         }
126         return res;
127 }
128
129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
130 {
131         if (!res)
132                 return;
133         release_resource(res);
134         kfree(res);
135 }
136
137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
138 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
139                       unsigned long type)
140 {
141         page->freelist = (void *)type;
142         SetPagePrivate(page);
143         set_page_private(page, info);
144         page_ref_inc(page);
145 }
146
147 void put_page_bootmem(struct page *page)
148 {
149         unsigned long type;
150
151         type = (unsigned long) page->freelist;
152         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
153                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
154
155         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
156                 page->freelist = NULL;
157                 ClearPagePrivate(page);
158                 set_page_private(page, 0);
159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
160                 free_reserved_page(page);
161         }
162 }
163
164 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
165 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
166 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
167 {
168         unsigned long mapsize, section_nr, i;
169         struct mem_section *ms;
170         struct page *page, *memmap;
171         struct mem_section_usage *usage;
172
173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
174         ms = __nr_to_section(section_nr);
175
176         /* Get section's memmap address */
177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
178
179         /*
180          * Get page for the memmap's phys address
181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
182          */
183         page = virt_to_page(memmap);
184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
186
187         /* remember memmap's page */
188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
190
191         usage = ms->usage;
192         page = virt_to_page(usage);
193
194         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
195
196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
198
199 }
200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
202 {
203         unsigned long mapsize, section_nr, i;
204         struct mem_section *ms;
205         struct page *page, *memmap;
206         struct mem_section_usage *usage;
207
208         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
209         ms = __nr_to_section(section_nr);
210
211         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
212
213         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
214
215         usage = ms->usage;
216         page = virt_to_page(usage);
217
218         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
219
220         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
221                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
222 }
223 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
224
225 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
226 {
227         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
228         int node = pgdat->node_id;
229         struct page *page;
230
231         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
232         page = virt_to_page(pgdat);
233
234         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
235                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
236
237         pfn = pgdat->node_start_pfn;
238         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
239
240         /* register section info */
241         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
242                 /*
243                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
244                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
245                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
246                  * reside in some other nodes.
247                  */
248                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
249                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
250         }
251 }
252 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
253
254 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
255                 const char *reason)
256 {
257         /*
258          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
259          * allow operations smaller than a section for
260          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
261          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
262          * memory that will be marked online, so this check should only
263          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
264          * add_memory_resource().
265          */
266         unsigned long min_align;
267
268         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
269                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
270         else
271                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
272         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
273                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
274                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
275                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
276                 return -EINVAL;
277         }
278         return 0;
279 }
280
281 /*
282  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
283  * expected that archs that support memory hotplug will
284  * call this function after deciding the zone to which to
285  * add the new pages.
286  */
287 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
288                 struct mhp_restrictions *restrictions)
289 {
290         int err;
291         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
292         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
293
294         if (altmap) {
295                 /*
296                  * Validate altmap is within bounds of the total request
297                  */
298                 if (altmap->base_pfn != pfn
299                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
300                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
301                         return -EINVAL;
302                 }
303                 altmap->alloc = 0;
304         }
305
306         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
307         if (err)
308                 return err;
309
310         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
311         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
312         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
313                 unsigned long pfns;
314
315                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
316                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
317                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
318                 if (err)
319                         break;
320                 pfn += pfns;
321                 nr_pages -= pfns;
322                 cond_resched();
323         }
324         vmemmap_populate_print_last();
325         return err;
326 }
327
328 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
329 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
330                                      unsigned long start_pfn,
331                                      unsigned long end_pfn)
332 {
333         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
334                 if (unlikely(!pfn_valid(start_pfn)))
335                         continue;
336
337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
338                         continue;
339
340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
341                         continue;
342
343                 return start_pfn;
344         }
345
346         return 0;
347 }
348
349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
351                                     unsigned long start_pfn,
352                                     unsigned long end_pfn)
353 {
354         unsigned long pfn;
355
356         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
357         pfn = end_pfn - 1;
358         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
359                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
360                         continue;
361
362                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
363                         continue;
364
365                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
366                         continue;
367
368                 return pfn;
369         }
370
371         return 0;
372 }
373
374 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
375                              unsigned long end_pfn)
376 {
377         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
378         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
379         unsigned long zone_end_pfn = z;
380         unsigned long pfn;
381         int nid = zone_to_nid(zone);
382
383         zone_span_writelock(zone);
384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
385                 /*
386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
389                  * for shrinking zone.
390                  */
391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
392                                                 zone_end_pfn);
393                 if (pfn) {
394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
396                 }
397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->spanned_pages.
401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
402                  * shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
405                                                start_pfn);
406                 if (pfn)
407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
408         }
409
410         /*
411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
414          * it check the zone has only hole or not.
415          */
416         pfn = zone_start_pfn;
417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
418                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
419                         continue;
420
421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
422                         continue;
423
424                 /* Skip range to be removed */
425                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
426                         continue;
427
428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
429                 zone_span_writeunlock(zone);
430                 return;
431         }
432
433         /* The zone has no valid section */
434         zone->zone_start_pfn = 0;
435         zone->spanned_pages = 0;
436         zone_span_writeunlock(zone);
437 }
438
439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
441 {
442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
445         unsigned long pfn;
446         int nid = pgdat->node_id;
447
448         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
449                 /*
450                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
451                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
452                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
453                  * for shrinking zone.
454                  */
455                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
456                                                 pgdat_end_pfn);
457                 if (pfn) {
458                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
459                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
460                 }
461         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
462                 /*
463                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
464                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
465                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
466                  * shrinking zone.
467                  */
468                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
469                                                start_pfn);
470                 if (pfn)
471                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
472         }
473
474         /*
475          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
476          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
477          * change the pgdat.
478          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
479          * has only hole or not.
480          */
481         pfn = pgdat_start_pfn;
482         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
483                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
484                         continue;
485
486                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
487                         continue;
488
489                 /* Skip range to be removed */
490                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
491                         continue;
492
493                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
494                 return;
495         }
496
497         /* The pgdat has no valid section */
498         pgdat->node_start_pfn = 0;
499         pgdat->node_spanned_pages = 0;
500 }
501
502 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
503                 unsigned long nr_pages)
504 {
505         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
506         unsigned long flags;
507
508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
510         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
512 }
513
514 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
515                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
516                 struct vmem_altmap *altmap)
517 {
518         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
519
520         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
521                 return;
522
523         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
524         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
525 }
526
527 /**
528  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
529  * @zone: zone from which pages need to be removed
530  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
531  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
532  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
533  *
534  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
535  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
536  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
537  * calling offline_pages().
538  */
539 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
540                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
541 {
542         unsigned long map_offset = 0;
543         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
544
545         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
546
547         clear_zone_contiguous(zone);
548
549         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
550                 return;
551
552         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
553         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
554         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
555                 unsigned long pfns;
556
557                 cond_resched();
558                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
559                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
560                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
561                 pfn += pfns;
562                 nr_pages -= pfns;
563                 map_offset = 0;
564         }
565
566         set_zone_contiguous(zone);
567 }
568
569 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
570 {
571         int rc = -EINVAL;
572
573         get_online_mems();
574         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
575
576         if (online_page_callback == generic_online_page) {
577                 online_page_callback = callback;
578                 rc = 0;
579         }
580
581         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
582         put_online_mems();
583
584         return rc;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
587
588 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
589 {
590         int rc = -EINVAL;
591
592         get_online_mems();
593         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
594
595         if (online_page_callback == callback) {
596                 online_page_callback = generic_online_page;
597                 rc = 0;
598         }
599
600         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
601         put_online_mems();
602
603         return rc;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
606
607 void __online_page_set_limits(struct page *page)
608 {
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
611
612 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
613 {
614         adjust_managed_page_count(page, 1);
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
617
618 void __online_page_free(struct page *page)
619 {
620         __free_reserved_page(page);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
623
624 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
625 {
626         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
627         __free_pages_core(page, order);
628         totalram_pages_add(1UL << order);
629 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
630         if (PageHighMem(page))
631                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
632 #endif
633 }
634
635 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
636                         void *arg)
637 {
638         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
639         unsigned long pfn;
640         int order;
641
642         /*
643          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
644          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
645          * them as being online/belonging to this zone ("present").
646          */
647         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
648                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
649                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
650                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
651                         order = 0;
652                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
653         }
654
655         /* mark all involved sections as online */
656         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
657
658         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
659         return 0;
660 }
661
662 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
663 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
664         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
665 {
666         int nid = zone_to_nid(zone);
667
668         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
669         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
670         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
671
672         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
673                 arg->status_change_nid = nid;
674         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
675                 arg->status_change_nid_normal = nid;
676 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
677         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
678                 arg->status_change_nid_high = nid;
679 #endif
680 }
681
682 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
683 {
684         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
685                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
686
687         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
688                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
689
690         if (arg->status_change_nid >= 0)
691                 node_set_state(node, N_MEMORY);
692 }
693
694 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
695                 unsigned long nr_pages)
696 {
697         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
698
699         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
700                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
701
702         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
703 }
704
705 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
706                                      unsigned long nr_pages)
707 {
708         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
709
710         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
711                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
712
713         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
714
715 }
716 /*
717  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
718  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
719  * call, all affected pages are PG_reserved.
720  */
721 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
722                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
723 {
724         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
725         int nid = pgdat->node_id;
726         unsigned long flags;
727
728         clear_zone_contiguous(zone);
729
730         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
731         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
732         zone_span_writelock(zone);
733         if (zone_is_empty(zone))
734                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
735         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
736         zone_span_writeunlock(zone);
737         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
738         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
739
740         /*
741          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
742          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
743          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
744          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
745          */
746         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
747                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
748
749         set_zone_contiguous(zone);
750 }
751
752 /*
753  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
754  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
755  * to the ZONE_NORMAL.
756  */
757 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
758                 unsigned long nr_pages)
759 {
760         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
761         int zid;
762
763         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
764                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
765
766                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
767                         return zone;
768         }
769
770         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
771 }
772
773 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
774                 unsigned long nr_pages)
775 {
776         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
777                         nr_pages);
778         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
779         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
780         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
781
782         /*
783          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
784          * overlap in the given range
785          */
786         if (in_kernel ^ in_movable)
787                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
788
789         /*
790          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
791          * given range then we use movable zone only if movable_node is
792          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
793          */
794         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
795 }
796
797 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
798                 unsigned long nr_pages)
799 {
800         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
801                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
802
803         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
804                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
805
806         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
807 }
808
809 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
810 {
811         unsigned long flags;
812         unsigned long onlined_pages = 0;
813         struct zone *zone;
814         int need_zonelists_rebuild = 0;
815         int nid;
816         int ret;
817         struct memory_notify arg;
818         struct memory_block *mem;
819
820         mem_hotplug_begin();
821
822         /*
823          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
824          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
825          */
826         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
827         nid = mem->nid;
828         put_device(&mem->dev);
829
830         /* associate pfn range with the zone */
831         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
832         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
833
834         arg.start_pfn = pfn;
835         arg.nr_pages = nr_pages;
836         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
837
838         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
839         ret = notifier_to_errno(ret);
840         if (ret)
841                 goto failed_addition;
842
843         /*
844          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
845          * This means the page allocator ignores this zone.
846          * So, zonelist must be updated after online.
847          */
848         if (!populated_zone(zone)) {
849                 need_zonelists_rebuild = 1;
850                 setup_zone_pageset(zone);
851         }
852
853         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
854                 online_pages_range);
855         if (ret) {
856                 if (need_zonelists_rebuild)
857                         zone_pcp_reset(zone);
858                 goto failed_addition;
859         }
860
861         zone->present_pages += onlined_pages;
862
863         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
864         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
865         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
866
867         shuffle_zone(zone);
868
869         if (onlined_pages) {
870                 node_states_set_node(nid, &arg);
871                 if (need_zonelists_rebuild)
872                         build_all_zonelists(NULL);
873                 else
874                         zone_pcp_update(zone);
875         }
876
877         init_per_zone_wmark_min();
878
879         if (onlined_pages) {
880                 kswapd_run(nid);
881                 kcompactd_run(nid);
882         }
883
884         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
885
886         writeback_set_ratelimit();
887
888         if (onlined_pages)
889                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
890         mem_hotplug_done();
891         return 0;
892
893 failed_addition:
894         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
895                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
896                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
897         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
898         mem_hotplug_done();
899         return ret;
900 }
901 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
902
903 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
904 {
905         struct zone *z;
906
907         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
908                 z->present_pages = 0;
909
910         pgdat->node_present_pages = 0;
911 }
912
913 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
914 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
915 {
916         struct pglist_data *pgdat;
917         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
918
919         pgdat = NODE_DATA(nid);
920         if (!pgdat) {
921                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
922                 if (!pgdat)
923                         return NULL;
924
925                 pgdat->per_cpu_nodestats =
926                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
927                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
928         } else {
929                 int cpu;
930                 /*
931                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
932                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
933                  * when it starts in the near future.
934                  */
935                 pgdat->nr_zones = 0;
936                 pgdat->kswapd_order = 0;
937                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
938                 for_each_online_cpu(cpu) {
939                         struct per_cpu_nodestat *p;
940
941                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
942                         memset(p, 0, sizeof(*p));
943                 }
944         }
945
946         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
947
948         pgdat->node_id = nid;
949         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
950
951         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
952         free_area_init_core_hotplug(nid);
953
954         /*
955          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
956          * to access not-initialized zonelist, build here.
957          */
958         build_all_zonelists(pgdat);
959
960         /*
961          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
962          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
963          * online_pages() and offline_pages().
964          */
965         reset_node_managed_pages(pgdat);
966         reset_node_present_pages(pgdat);
967
968         return pgdat;
969 }
970
971 static void rollback_node_hotadd(int nid)
972 {
973         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
974
975         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
976         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
977         arch_free_nodedata(pgdat);
978 }
979
980
981 /**
982  * try_online_node - online a node if offlined
983  * @nid: the node ID
984  * @start: start addr of the node
985  * @set_node_online: Whether we want to online the node
986  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
987  *
988  * Returns:
989  * 1 -> a new node has been allocated
990  * 0 -> the node is already online
991  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
992  */
993 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
994 {
995         pg_data_t *pgdat;
996         int ret = 1;
997
998         if (node_online(nid))
999                 return 0;
1000
1001         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1002         if (!pgdat) {
1003                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1004                 ret = -ENOMEM;
1005                 goto out;
1006         }
1007
1008         if (set_node_online) {
1009                 node_set_online(nid);
1010                 ret = register_one_node(nid);
1011                 BUG_ON(ret);
1012         }
1013 out:
1014         return ret;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Users of this function always want to online/register the node
1019  */
1020 int try_online_node(int nid)
1021 {
1022         int ret;
1023
1024         mem_hotplug_begin();
1025         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1026         mem_hotplug_done();
1027         return ret;
1028 }
1029
1030 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1031 {
1032         /* memory range must be block size aligned */
1033         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1034             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1035                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1036                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1037                 return -EINVAL;
1038         }
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1044 {
1045         return device_online(&mem->dev);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1050  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1051  *
1052  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1053  */
1054 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1055 {
1056         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1057         u64 start, size;
1058         bool new_node = false;
1059         int ret;
1060
1061         start = res->start;
1062         size = resource_size(res);
1063
1064         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1065         if (ret)
1066                 return ret;
1067
1068         mem_hotplug_begin();
1069
1070         /*
1071          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1072          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1073          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1074          * be removed at hot-remove time.
1075          */
1076         memblock_add_node(start, size, nid);
1077
1078         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1079         if (ret < 0)
1080                 goto error;
1081         new_node = ret;
1082
1083         /* call arch's memory hotadd */
1084         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1085         if (ret < 0)
1086                 goto error;
1087
1088         /* create memory block devices after memory was added */
1089         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1090         if (ret) {
1091                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1092                 goto error;
1093         }
1094
1095         if (new_node) {
1096                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1097                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1098                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1099                  * We online node here. We can't roll back from here.
1100                  */
1101                 node_set_online(nid);
1102                 ret = __register_one_node(nid);
1103                 BUG_ON(ret);
1104         }
1105
1106         /* link memory sections under this node.*/
1107         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1108         BUG_ON(ret);
1109
1110         /* create new memmap entry */
1111         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1112
1113         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1114         mem_hotplug_done();
1115
1116         /* online pages if requested */
1117         if (memhp_auto_online)
1118                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1119
1120         return ret;
1121 error:
1122         /* rollback pgdat allocation and others */
1123         if (new_node)
1124                 rollback_node_hotadd(nid);
1125         memblock_remove(start, size);
1126         mem_hotplug_done();
1127         return ret;
1128 }
1129
1130 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1131 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1132 {
1133         struct resource *res;
1134         int ret;
1135
1136         res = register_memory_resource(start, size);
1137         if (IS_ERR(res))
1138                 return PTR_ERR(res);
1139
1140         ret = add_memory_resource(nid, res);
1141         if (ret < 0)
1142                 release_memory_resource(res);
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1147 {
1148         int rc;
1149
1150         lock_device_hotplug();
1151         rc = __add_memory(nid, start, size);
1152         unlock_device_hotplug();
1153
1154         return rc;
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1157
1158 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1159 /*
1160  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1161  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1162  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1163  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1164  * be located at the start of the pageblock
1165  */
1166 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1167 {
1168         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1169 }
1170
1171 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1172 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1173 {
1174         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1175
1176         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1177         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1178
1179         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1180         if (pageblock_free(page)) {
1181                 int order;
1182                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1183                 order = page_order(page);
1184                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1185                         return pfn + (1 << order);
1186         }
1187
1188         return pfn + pageblock_nr_pages;
1189 }
1190
1191 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1192 {
1193         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1194         struct zone *zone;
1195
1196         /*
1197          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1198          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1199          * the zone but still within the section.
1200          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1201          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1202          */
1203         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1204                 return false;
1205
1206         zone = page_zone(page);
1207         pfn = page_to_pfn(page);
1208         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1209                 return false;
1210
1211         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1212 }
1213
1214 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1215 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1216 {
1217         unsigned long end_pfn, pfn;
1218
1219         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1220                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1221
1222         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1223         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1224                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1225                         return false;
1226                 cond_resched();
1227         }
1228
1229         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1230         return true;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1235  * When true, return its valid [start, end).
1236  */
1237 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1238                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1239 {
1240         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1241         unsigned long start, end;
1242         struct zone *zone = NULL;
1243         struct page *page;
1244         int i;
1245         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1246              pfn < end_pfn;
1247              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1248                 /* Make sure the memory section is present first */
1249                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1250                         continue;
1251                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1252                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1253                         i = 0;
1254                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1255                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1256                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1257                                 i++;
1258                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1259                                 continue;
1260                         /* Check if we got outside of the zone */
1261                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1262                                 return 0;
1263                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1264                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1265                                 return 0;
1266                         if (!zone)
1267                                 start = pfn + i;
1268                         zone = page_zone(page);
1269                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1270                 }
1271         }
1272
1273         if (zone) {
1274                 *valid_start = start;
1275                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1276                 return 1;
1277         } else {
1278                 return 0;
1279         }
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1284  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1285  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1286  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1287  */
1288 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1289 {
1290         unsigned long pfn;
1291
1292         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1293                 struct page *page, *head;
1294                 unsigned long skip;
1295
1296                 if (!pfn_valid(pfn))
1297                         continue;
1298                 page = pfn_to_page(pfn);
1299                 if (PageLRU(page))
1300                         return pfn;
1301                 if (__PageMovable(page))
1302                         return pfn;
1303
1304                 if (!PageHuge(page))
1305                         continue;
1306                 head = compound_head(page);
1307                 if (page_huge_active(head))
1308                         return pfn;
1309                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1310                 pfn += skip - 1;
1311         }
1312         return 0;
1313 }
1314
1315 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1316 {
1317         int nid = page_to_nid(page);
1318         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1319
1320         /*
1321          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1322          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1323          * of the only existing node)
1324          */
1325         node_clear(nid, nmask);
1326         if (nodes_empty(nmask))
1327                 node_set(nid, nmask);
1328
1329         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1330 }
1331
1332 static int
1333 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1334 {
1335         unsigned long pfn;
1336         struct page *page;
1337         int ret = 0;
1338         LIST_HEAD(source);
1339
1340         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1341                 if (!pfn_valid(pfn))
1342                         continue;
1343                 page = pfn_to_page(pfn);
1344
1345                 if (PageHuge(page)) {
1346                         struct page *head = compound_head(page);
1347                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1348                         isolate_huge_page(head, &source);
1349                         continue;
1350                 } else if (PageTransHuge(page))
1351                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1352                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1353
1354                 /*
1355                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1356                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1357                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1358                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1359                  * the unmap as the catch all safety net).
1360                  */
1361                 if (PageHWPoison(page)) {
1362                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1363                                 isolate_lru_page(page);
1364                         if (page_mapped(page))
1365                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1366                         continue;
1367                 }
1368
1369                 if (!get_page_unless_zero(page))
1370                         continue;
1371                 /*
1372                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1373                  * LRU and non-lru movable pages.
1374                  */
1375                 if (PageLRU(page))
1376                         ret = isolate_lru_page(page);
1377                 else
1378                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1379                 if (!ret) { /* Success */
1380                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1381                         if (!__PageMovable(page))
1382                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1383                                                     page_is_file_cache(page));
1384
1385                 } else {
1386                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1387                         dump_page(page, "isolation failed");
1388                 }
1389                 put_page(page);
1390         }
1391         if (!list_empty(&source)) {
1392                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1393                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1394                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1395                 if (ret) {
1396                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1397                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1398                                        page_to_pfn(page), ret);
1399                                 dump_page(page, "migration failure");
1400                         }
1401                         putback_movable_pages(&source);
1402                 }
1403         }
1404
1405         return ret;
1406 }
1407
1408 /*
1409  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1410  */
1411 static int
1412 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1413                         void *data)
1414 {
1415         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1416
1417         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1423  */
1424 static int
1425 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1426                         void *data)
1427 {
1428         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1429 }
1430
1431 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1432 {
1433 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1434         movable_node_enabled = true;
1435 #else
1436         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1437 #endif
1438         return 0;
1439 }
1440 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1441
1442 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1443 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1444                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1445 {
1446         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1447         unsigned long present_pages = 0;
1448         enum zone_type zt;
1449
1450         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1451         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1452         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1453
1454         /*
1455          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1456          * If the memory to be offline is within the range
1457          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1458          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1459          * thus we can determine that we need to clear the node from
1460          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1461          */
1462         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1463                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1464         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1465                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1466
1467 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1468         /*
1469          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1470          * have normal memory or high memory.
1471          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1472          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1473          * we determine that the zones in that range become empty,
1474          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1475          */
1476         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1477         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1478                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1479 #endif
1480
1481         /*
1482          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1483          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1484          * as well.
1485          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1486          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1487          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1488          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1489          * it for N_MEMORY as well.
1490          */
1491         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1492
1493         if (nr_pages >= present_pages)
1494                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1495 }
1496
1497 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1498 {
1499         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1500                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1501
1502         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1503                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1504
1505         if (arg->status_change_nid >= 0)
1506                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1507 }
1508
1509 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1510                   unsigned long end_pfn)
1511 {
1512         unsigned long pfn, nr_pages;
1513         unsigned long offlined_pages = 0;
1514         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1515         unsigned long flags;
1516         unsigned long valid_start, valid_end;
1517         struct zone *zone;
1518         struct memory_notify arg;
1519         char *reason;
1520
1521         mem_hotplug_begin();
1522
1523         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1524            we assume this for now. .*/
1525         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1526                                   &valid_end)) {
1527                 ret = -EINVAL;
1528                 reason = "multizone range";
1529                 goto failed_removal;
1530         }
1531
1532         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1533         node = zone_to_nid(zone);
1534         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1535
1536         /* set above range as isolated */
1537         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1538                                        MIGRATE_MOVABLE,
1539                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1540         if (ret < 0) {
1541                 reason = "failure to isolate range";
1542                 goto failed_removal;
1543         }
1544         nr_isolate_pageblock = ret;
1545
1546         arg.start_pfn = start_pfn;
1547         arg.nr_pages = nr_pages;
1548         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1549
1550         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1551         ret = notifier_to_errno(ret);
1552         if (ret) {
1553                 reason = "notifier failure";
1554                 goto failed_removal_isolated;
1555         }
1556
1557         do {
1558                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1559                         if (signal_pending(current)) {
1560                                 ret = -EINTR;
1561                                 reason = "signal backoff";
1562                                 goto failed_removal_isolated;
1563                         }
1564
1565                         cond_resched();
1566                         lru_add_drain_all();
1567
1568                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1569                         if (pfn) {
1570                                 /*
1571                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1572                                  * out
1573                                  */
1574                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1575                         }
1576                 }
1577
1578                 /*
1579                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1580                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1581                  * counting consistent.
1582                  */
1583                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1584                 if (ret) {
1585                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1586                         goto failed_removal_isolated;
1587                 }
1588                 /* check again */
1589                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1590                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1591         } while (ret);
1592
1593         /* Ok, all of our target is isolated.
1594            We cannot do rollback at this point. */
1595         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1596                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1597         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1598         /*
1599          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1600          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1601          * pageblocks zone counter here.
1602          */
1603         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1604         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1605         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1606
1607         /* removal success */
1608         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1609         zone->present_pages -= offlined_pages;
1610
1611         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1612         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1613         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1614
1615         init_per_zone_wmark_min();
1616
1617         if (!populated_zone(zone)) {
1618                 zone_pcp_reset(zone);
1619                 build_all_zonelists(NULL);
1620         } else
1621                 zone_pcp_update(zone);
1622
1623         node_states_clear_node(node, &arg);
1624         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1625                 kswapd_stop(node);
1626                 kcompactd_stop(node);
1627         }
1628
1629         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1630         writeback_set_ratelimit();
1631
1632         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1633         mem_hotplug_done();
1634         return 0;
1635
1636 failed_removal_isolated:
1637         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1638         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1639 failed_removal:
1640         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1641                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1642                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1643                  reason);
1644         /* pushback to free area */
1645         mem_hotplug_done();
1646         return ret;
1647 }
1648
1649 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1650 {
1651         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1652 }
1653
1654 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1655 {
1656         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1657
1658         if (unlikely(ret)) {
1659                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1660
1661                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1662                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1663                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1664                         &beginpa, &endpa);
1665
1666                 return -EBUSY;
1667         }
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1672 {
1673         int cpu;
1674
1675         for_each_present_cpu(cpu) {
1676                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1677                         /*
1678                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1679                          * offline this node.
1680                          */
1681                         return -EBUSY;
1682         }
1683
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 /**
1688  * try_offline_node
1689  * @nid: the node ID
1690  *
1691  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1692  *
1693  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1694  * and online/offline operations before this call.
1695  */
1696 void try_offline_node(int nid)
1697 {
1698         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1699         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1700         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1701         unsigned long pfn;
1702
1703         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1704                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1705
1706                 if (!present_section_nr(section_nr))
1707                         continue;
1708
1709                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1710                         continue;
1711
1712                 /*
1713                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1714                  * can't offline node now.
1715                  */
1716                 return;
1717         }
1718
1719         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1720                 return;
1721
1722         /*
1723          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1724          * node now.
1725          */
1726         node_set_offline(nid);
1727         unregister_one_node(nid);
1728 }
1729 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1730
1731 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1732                                       resource_size_t size)
1733 {
1734         int ret;
1735
1736         /*
1737          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1738          * this function never fails. It might only fail if resources
1739          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1740          * removing of memory cannot fail.
1741          */
1742         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1743         if (ret) {
1744                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1745
1746                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1747                         &start, &endres, ret);
1748         }
1749 }
1750
1751 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1752 {
1753         int rc = 0;
1754
1755         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1756
1757         mem_hotplug_begin();
1758
1759         /*
1760          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1761          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1762          * if this is not the case.
1763          */
1764         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1765         if (rc)
1766                 goto done;
1767
1768         /* remove memmap entry */
1769         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1770         memblock_free(start, size);
1771         memblock_remove(start, size);
1772
1773         /* remove memory block devices before removing memory */
1774         remove_memory_block_devices(start, size);
1775
1776         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1777         __release_memory_resource(start, size);
1778
1779         try_offline_node(nid);
1780
1781 done:
1782         mem_hotplug_done();
1783         return rc;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * remove_memory
1788  * @nid: the node ID
1789  * @start: physical address of the region to remove
1790  * @size: size of the region to remove
1791  *
1792  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1793  * and online/offline operations before this call, as required by
1794  * try_offline_node().
1795  */
1796 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1797 {
1798
1799         /*
1800          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1801          * function
1802          */
1803         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1804                 BUG();
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1809  * some memory is not offline
1810  */
1811 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1812 {
1813         int rc;
1814
1815         lock_device_hotplug();
1816         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1817         unlock_device_hotplug();
1818
1819         return rc;
1820 }
1821 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1822 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */