3512bba20e2b853d9085cbbc29a838638d9d267d
[linux-2.6-block.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
48  */
49
50 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
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 bool memhp_auto_online;
71 #else
72 bool memhp_auto_online = true;
73 #endif
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
75
76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "online"))
79                 memhp_auto_online = true;
80         else if (!strcmp(str, "offline"))
81                 memhp_auto_online = false;
82
83         return 1;
84 }
85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
86
87 void mem_hotplug_begin(void)
88 {
89         cpus_read_lock();
90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
91 }
92
93 void mem_hotplug_done(void)
94 {
95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
96         cpus_read_unlock();
97 }
98
99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106         char *resource_name = "System RAM";
107
108         if (start + size > max_mem_size)
109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
110
111         /*
112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
113          * a child of an existing resource that was present but
114          * not marked as busy.
115          */
116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
117                                resource_name, flags);
118
119         if (!res) {
120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
121                                 start, start + size);
122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
123         }
124         return res;
125 }
126
127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
128 {
129         if (!res)
130                 return;
131         release_resource(res);
132         kfree(res);
133         return;
134 }
135
136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
137 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
138                       unsigned long type)
139 {
140         page->freelist = (void *)type;
141         SetPagePrivate(page);
142         set_page_private(page, info);
143         page_ref_inc(page);
144 }
145
146 void put_page_bootmem(struct page *page)
147 {
148         unsigned long type;
149
150         type = (unsigned long) page->freelist;
151         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
152                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
153
154         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
155                 page->freelist = NULL;
156                 ClearPagePrivate(page);
157                 set_page_private(page, 0);
158                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
159                 free_reserved_page(page);
160         }
161 }
162
163 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
165 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
166 {
167         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
168         struct mem_section *ms;
169         struct page *page, *memmap;
170
171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
172         ms = __nr_to_section(section_nr);
173
174         /* Get section's memmap address */
175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
176
177         /*
178          * Get page for the memmap's phys address
179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
180          */
181         page = virt_to_page(memmap);
182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
184
185         /* remember memmap's page */
186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
188
189         usemap = ms->pageblock_flags;
190         page = virt_to_page(usemap);
191
192         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
193
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
196
197 }
198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
200 {
201         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
202         struct mem_section *ms;
203         struct page *page, *memmap;
204
205         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
206         ms = __nr_to_section(section_nr);
207
208         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
209
210         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
211
212         usemap = ms->pageblock_flags;
213         page = virt_to_page(usemap);
214
215         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
216
217         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
218                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
219 }
220 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
221
222 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
225         int node = pgdat->node_id;
226         struct page *page;
227
228         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
229         page = virt_to_page(pgdat);
230
231         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
232                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
233
234         pfn = pgdat->node_start_pfn;
235         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
236
237         /* register section info */
238         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
239                 /*
240                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
241                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
242                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
243                  * reside in some other nodes.
244                  */
245                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
246                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
247         }
248 }
249 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
250
251 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
252                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
253 {
254         int ret;
255
256         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
257                 return -EEXIST;
258
259         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
260         if (ret < 0)
261                 return ret;
262
263         if (!want_memblock)
264                 return 0;
265
266         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
267 }
268
269 /*
270  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
271  * expected that archs that support memory hotplug will
272  * call this function after deciding the zone to which to
273  * add the new pages.
274  */
275 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
276                 unsigned long nr_pages, struct mhp_restrictions *restrictions)
277 {
278         unsigned long i;
279         int err = 0;
280         int start_sec, end_sec;
281         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
282
283         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
284         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
285         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
286
287         if (altmap) {
288                 /*
289                  * Validate altmap is within bounds of the total request
290                  */
291                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
292                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
293                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
294                         err = -EINVAL;
295                         goto out;
296                 }
297                 altmap->alloc = 0;
298         }
299
300         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
301                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
302                                 restrictions->flags & MHP_MEMBLOCK_API);
303
304                 /*
305                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
306                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
307                  * Warning will be printed if there is collision.
308                  */
309                 if (err && (err != -EEXIST))
310                         break;
311                 err = 0;
312                 cond_resched();
313         }
314         vmemmap_populate_print_last();
315 out:
316         return err;
317 }
318
319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
320 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
321 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
322                                      unsigned long start_pfn,
323                                      unsigned long end_pfn)
324 {
325         struct mem_section *ms;
326
327         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
328                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
329
330                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
331                         continue;
332
333                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
334                         continue;
335
336                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
337                         continue;
338
339                 return start_pfn;
340         }
341
342         return 0;
343 }
344
345 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
346 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
347                                     unsigned long start_pfn,
348                                     unsigned long end_pfn)
349 {
350         struct mem_section *ms;
351         unsigned long pfn;
352
353         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
354         pfn = end_pfn - 1;
355         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
356                 ms = __pfn_to_section(pfn);
357
358                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
359                         continue;
360
361                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
362                         continue;
363
364                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
365                         continue;
366
367                 return pfn;
368         }
369
370         return 0;
371 }
372
373 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
374                              unsigned long end_pfn)
375 {
376         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
377         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
378         unsigned long zone_end_pfn = z;
379         unsigned long pfn;
380         struct mem_section *ms;
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_SECTION) {
418                 ms = __pfn_to_section(pfn);
419
420                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
421                         continue;
422
423                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
424                         continue;
425
426                  /* If the section is current section, it continues the loop */
427                 if (start_pfn == pfn)
428                         continue;
429
430                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
431                 zone_span_writeunlock(zone);
432                 return;
433         }
434
435         /* The zone has no valid section */
436         zone->zone_start_pfn = 0;
437         zone->spanned_pages = 0;
438         zone_span_writeunlock(zone);
439 }
440
441 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
442                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
443 {
444         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
445         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
446         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
447         unsigned long pfn;
448         struct mem_section *ms;
449         int nid = pgdat->node_id;
450
451         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
452                 /*
453                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
454                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
455                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
456                  * for shrinking zone.
457                  */
458                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
459                                                 pgdat_end_pfn);
460                 if (pfn) {
461                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
462                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
463                 }
464         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
465                 /*
466                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
467                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
468                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
469                  * shrinking zone.
470                  */
471                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
472                                                start_pfn);
473                 if (pfn)
474                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
475         }
476
477         /*
478          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
479          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
480          * change the pgdat.
481          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
482          * has only hole or not.
483          */
484         pfn = pgdat_start_pfn;
485         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
486                 ms = __pfn_to_section(pfn);
487
488                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
489                         continue;
490
491                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
492                         continue;
493
494                  /* If the section is current section, it continues the loop */
495                 if (start_pfn == pfn)
496                         continue;
497
498                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
499                 return;
500         }
501
502         /* The pgdat has no valid section */
503         pgdat->node_start_pfn = 0;
504         pgdat->node_spanned_pages = 0;
505 }
506
507 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
508 {
509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
510         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
511         unsigned long flags;
512
513         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
514         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
515         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
516         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
517 }
518
519 static void __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
520                              unsigned long map_offset,
521                              struct vmem_altmap *altmap)
522 {
523         unsigned long start_pfn;
524         int scn_nr;
525
526         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
527                 return;
528
529         unregister_memory_section(ms);
530
531         scn_nr = __section_nr(ms);
532         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
533         __remove_zone(zone, start_pfn);
534
535         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
536 }
537
538 /**
539  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
540  * @zone: zone from which pages need to be removed
541  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
542  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
543  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
544  *
545  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
546  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
547  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
548  * calling offline_pages().
549  */
550 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
551                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
552 {
553         unsigned long i;
554         unsigned long map_offset = 0;
555         int sections_to_remove;
556
557         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
558         if (is_dev_zone(zone)) {
559                 if (altmap)
560                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
561         }
562
563         clear_zone_contiguous(zone);
564
565         /*
566          * We can only remove entire sections
567          */
568         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
569         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
570
571         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
572         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
573                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
574
575                 cond_resched();
576                 __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
577                                  altmap);
578                 map_offset = 0;
579         }
580
581         set_zone_contiguous(zone);
582         return 0;
583 }
584 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
585
586 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
587 {
588         int rc = -EINVAL;
589
590         get_online_mems();
591         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
592
593         if (online_page_callback == generic_online_page) {
594                 online_page_callback = callback;
595                 rc = 0;
596         }
597
598         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
599         put_online_mems();
600
601         return rc;
602 }
603 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
604
605 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
606 {
607         int rc = -EINVAL;
608
609         get_online_mems();
610         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
611
612         if (online_page_callback == callback) {
613                 online_page_callback = generic_online_page;
614                 rc = 0;
615         }
616
617         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
618         put_online_mems();
619
620         return rc;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
623
624 void __online_page_set_limits(struct page *page)
625 {
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
628
629 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
630 {
631         adjust_managed_page_count(page, 1);
632 }
633 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
634
635 void __online_page_free(struct page *page)
636 {
637         __free_reserved_page(page);
638 }
639 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
640
641 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
642 {
643         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
644         __free_pages_core(page, order);
645         totalram_pages_add(1UL << order);
646 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
647         if (PageHighMem(page))
648                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
649 #endif
650 }
651
652 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
653 {
654         unsigned long end = start + nr_pages;
655         int order, onlined_pages = 0;
656
657         while (start < end) {
658                 order = min(MAX_ORDER - 1,
659                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
660                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
661
662                 onlined_pages += (1UL << order);
663                 start += (1UL << order);
664         }
665         return onlined_pages;
666 }
667
668 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
669                         void *arg)
670 {
671         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
672
673         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
674                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
675
676         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
677
678         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
679         return 0;
680 }
681
682 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
683 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
684         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
685 {
686         int nid = zone_to_nid(zone);
687
688         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
689         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
690         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
691
692         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
693                 arg->status_change_nid = nid;
694         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
695                 arg->status_change_nid_normal = nid;
696 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
697         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
698                 arg->status_change_nid_high = nid;
699 #endif
700 }
701
702 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
703 {
704         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
705                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
706
707         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
708                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
709
710         if (arg->status_change_nid >= 0)
711                 node_set_state(node, N_MEMORY);
712 }
713
714 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
715                 unsigned long nr_pages)
716 {
717         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
718
719         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
720                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
721
722         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
723 }
724
725 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
726                                      unsigned long nr_pages)
727 {
728         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
729
730         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
731                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
732
733         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
734 }
735
736 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
737                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
738 {
739         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
740         int nid = pgdat->node_id;
741         unsigned long flags;
742
743         clear_zone_contiguous(zone);
744
745         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
746         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
747         zone_span_writelock(zone);
748         if (zone_is_empty(zone))
749                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
750         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
751         zone_span_writeunlock(zone);
752         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
753         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
754
755         /*
756          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
757          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
758          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
759          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
760          */
761         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
762                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
763
764         set_zone_contiguous(zone);
765 }
766
767 /*
768  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
769  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
770  * to the ZONE_NORMAL.
771  */
772 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
773                 unsigned long nr_pages)
774 {
775         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
776         int zid;
777
778         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
779                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
780
781                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
782                         return zone;
783         }
784
785         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
786 }
787
788 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
789                 unsigned long nr_pages)
790 {
791         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
792                         nr_pages);
793         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
794         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
795         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
796
797         /*
798          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
799          * overlap in the given range
800          */
801         if (in_kernel ^ in_movable)
802                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
803
804         /*
805          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
806          * given range then we use movable zone only if movable_node is
807          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
808          */
809         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
810 }
811
812 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
813                 unsigned long nr_pages)
814 {
815         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
816                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
817
818         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
819                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
820
821         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
822 }
823
824 /*
825  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
826  * for the given online type.
827  */
828 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
829                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
830 {
831         struct zone *zone;
832
833         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
834         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
835         return zone;
836 }
837
838 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
839 {
840         unsigned long flags;
841         unsigned long onlined_pages = 0;
842         struct zone *zone;
843         int need_zonelists_rebuild = 0;
844         int nid;
845         int ret;
846         struct memory_notify arg;
847         struct memory_block *mem;
848
849         mem_hotplug_begin();
850
851         /*
852          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
853          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
854          */
855         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
856         nid = mem->nid;
857         put_device(&mem->dev);
858
859         /* associate pfn range with the zone */
860         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
861
862         arg.start_pfn = pfn;
863         arg.nr_pages = nr_pages;
864         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
865
866         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
867         ret = notifier_to_errno(ret);
868         if (ret)
869                 goto failed_addition;
870
871         /*
872          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
873          * This means the page allocator ignores this zone.
874          * So, zonelist must be updated after online.
875          */
876         if (!populated_zone(zone)) {
877                 need_zonelists_rebuild = 1;
878                 setup_zone_pageset(zone);
879         }
880
881         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
882                 online_pages_range);
883         if (ret) {
884                 if (need_zonelists_rebuild)
885                         zone_pcp_reset(zone);
886                 goto failed_addition;
887         }
888
889         zone->present_pages += onlined_pages;
890
891         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
892         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
893         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
894
895         if (onlined_pages) {
896                 node_states_set_node(nid, &arg);
897                 if (need_zonelists_rebuild)
898                         build_all_zonelists(NULL);
899                 else
900                         zone_pcp_update(zone);
901         }
902
903         init_per_zone_wmark_min();
904
905         if (onlined_pages) {
906                 kswapd_run(nid);
907                 kcompactd_run(nid);
908         }
909
910         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
911
912         writeback_set_ratelimit();
913
914         if (onlined_pages)
915                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
916         mem_hotplug_done();
917         return 0;
918
919 failed_addition:
920         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
921                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
922                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
923         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
924         mem_hotplug_done();
925         return ret;
926 }
927 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
928
929 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
930 {
931         struct zone *z;
932
933         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
934                 z->present_pages = 0;
935
936         pgdat->node_present_pages = 0;
937 }
938
939 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
940 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
941 {
942         struct pglist_data *pgdat;
943         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
944
945         pgdat = NODE_DATA(nid);
946         if (!pgdat) {
947                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
948                 if (!pgdat)
949                         return NULL;
950
951                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
952         } else {
953                 /*
954                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
955                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
956                  * when it starts in the near future.
957                  */
958                 pgdat->nr_zones = 0;
959                 pgdat->kswapd_order = 0;
960                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
961         }
962
963         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
964
965         pgdat->node_id = nid;
966         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
967
968         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
969         free_area_init_core_hotplug(nid);
970         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
971
972         /*
973          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
974          * to access not-initialized zonelist, build here.
975          */
976         build_all_zonelists(pgdat);
977
978         /*
979          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
980          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
981          * online_pages() and offline_pages().
982          */
983         reset_node_managed_pages(pgdat);
984         reset_node_present_pages(pgdat);
985
986         return pgdat;
987 }
988
989 static void rollback_node_hotadd(int nid)
990 {
991         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
992
993         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
994         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
995         arch_free_nodedata(pgdat);
996         return;
997 }
998
999
1000 /**
1001  * try_online_node - online a node if offlined
1002  * @nid: the node ID
1003  * @start: start addr of the node
1004  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1005  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1006  *
1007  * Returns:
1008  * 1 -> a new node has been allocated
1009  * 0 -> the node is already online
1010  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1011  */
1012 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1013 {
1014         pg_data_t *pgdat;
1015         int ret = 1;
1016
1017         if (node_online(nid))
1018                 return 0;
1019
1020         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1021         if (!pgdat) {
1022                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1023                 ret = -ENOMEM;
1024                 goto out;
1025         }
1026
1027         if (set_node_online) {
1028                 node_set_online(nid);
1029                 ret = register_one_node(nid);
1030                 BUG_ON(ret);
1031         }
1032 out:
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Users of this function always want to online/register the node
1038  */
1039 int try_online_node(int nid)
1040 {
1041         int ret;
1042
1043         mem_hotplug_begin();
1044         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1045         mem_hotplug_done();
1046         return ret;
1047 }
1048
1049 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1050 {
1051         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1052         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1053         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1054         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1055
1056         /* memory range must be block size aligned */
1057         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1058             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1059                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1060                        block_sz, start, size);
1061                 return -EINVAL;
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1068 {
1069         return device_online(&mem->dev);
1070 }
1071
1072 /*
1073  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1074  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1075  *
1076  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1077  */
1078 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1079 {
1080         struct mhp_restrictions restrictions = {
1081                 .flags = MHP_MEMBLOCK_API,
1082         };
1083         u64 start, size;
1084         bool new_node = false;
1085         int ret;
1086
1087         start = res->start;
1088         size = resource_size(res);
1089
1090         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1091         if (ret)
1092                 return ret;
1093
1094         mem_hotplug_begin();
1095
1096         /*
1097          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1098          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1099          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1100          * be removed at hot-remove time.
1101          */
1102         memblock_add_node(start, size, nid);
1103
1104         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1105         if (ret < 0)
1106                 goto error;
1107         new_node = ret;
1108
1109         /* call arch's memory hotadd */
1110         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1111         if (ret < 0)
1112                 goto error;
1113
1114         if (new_node) {
1115                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1116                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1117                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1118                  * We online node here. We can't roll back from here.
1119                  */
1120                 node_set_online(nid);
1121                 ret = __register_one_node(nid);
1122                 BUG_ON(ret);
1123         }
1124
1125         /* link memory sections under this node.*/
1126         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1127         BUG_ON(ret);
1128
1129         /* create new memmap entry */
1130         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1131
1132         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1133         mem_hotplug_done();
1134
1135         /* online pages if requested */
1136         if (memhp_auto_online)
1137                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1138                                   NULL, online_memory_block);
1139
1140         return ret;
1141 error:
1142         /* rollback pgdat allocation and others */
1143         if (new_node)
1144                 rollback_node_hotadd(nid);
1145         memblock_remove(start, size);
1146         mem_hotplug_done();
1147         return ret;
1148 }
1149
1150 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1151 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1152 {
1153         struct resource *res;
1154         int ret;
1155
1156         res = register_memory_resource(start, size);
1157         if (IS_ERR(res))
1158                 return PTR_ERR(res);
1159
1160         ret = add_memory_resource(nid, res);
1161         if (ret < 0)
1162                 release_memory_resource(res);
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1167 {
1168         int rc;
1169
1170         lock_device_hotplug();
1171         rc = __add_memory(nid, start, size);
1172         unlock_device_hotplug();
1173
1174         return rc;
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1177
1178 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1179 /*
1180  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1181  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1182  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1183  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1184  * be located at the start of the pageblock
1185  */
1186 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1187 {
1188         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1189 }
1190
1191 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1192 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1193 {
1194         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1195
1196         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1197         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1198
1199         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1200         if (pageblock_free(page)) {
1201                 int order;
1202                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1203                 order = page_order(page);
1204                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1205                         return pfn + (1 << order);
1206         }
1207
1208         return pfn + pageblock_nr_pages;
1209 }
1210
1211 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1212 {
1213         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1214         struct zone *zone;
1215
1216         /*
1217          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1218          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1219          * the zone but still within the section.
1220          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1221          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1222          */
1223         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1224                 return false;
1225
1226         zone = page_zone(page);
1227         pfn = page_to_pfn(page);
1228         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1229                 return false;
1230
1231         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1232 }
1233
1234 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1235 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1236 {
1237         unsigned long end_pfn, pfn;
1238
1239         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1240                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1241
1242         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1243         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1244                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1245                         return false;
1246                 cond_resched();
1247         }
1248
1249         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1250         return true;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1255  * When true, return its valid [start, end).
1256  */
1257 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1258                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1259 {
1260         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1261         unsigned long start, end;
1262         struct zone *zone = NULL;
1263         struct page *page;
1264         int i;
1265         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1266              pfn < end_pfn;
1267              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1268                 /* Make sure the memory section is present first */
1269                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1270                         continue;
1271                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1272                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1273                         i = 0;
1274                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1275                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1276                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1277                                 i++;
1278                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1279                                 continue;
1280                         /* Check if we got outside of the zone */
1281                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1282                                 return 0;
1283                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1284                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1285                                 return 0;
1286                         if (!zone)
1287                                 start = pfn + i;
1288                         zone = page_zone(page);
1289                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1290                 }
1291         }
1292
1293         if (zone) {
1294                 *valid_start = start;
1295                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1296                 return 1;
1297         } else {
1298                 return 0;
1299         }
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1304  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1305  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1306  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1307  */
1308 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1309 {
1310         unsigned long pfn;
1311
1312         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1313                 struct page *page, *head;
1314                 unsigned long skip;
1315
1316                 if (!pfn_valid(pfn))
1317                         continue;
1318                 page = pfn_to_page(pfn);
1319                 if (PageLRU(page))
1320                         return pfn;
1321                 if (__PageMovable(page))
1322                         return pfn;
1323
1324                 if (!PageHuge(page))
1325                         continue;
1326                 head = compound_head(page);
1327                 if (page_huge_active(head))
1328                         return pfn;
1329                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1330                 pfn += skip - 1;
1331         }
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1336 {
1337         int nid = page_to_nid(page);
1338         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1339
1340         /*
1341          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1342          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1343          * of the only existing node)
1344          */
1345         node_clear(nid, nmask);
1346         if (nodes_empty(nmask))
1347                 node_set(nid, nmask);
1348
1349         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1350 }
1351
1352 static int
1353 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1354 {
1355         unsigned long pfn;
1356         struct page *page;
1357         int ret = 0;
1358         LIST_HEAD(source);
1359
1360         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1361                 if (!pfn_valid(pfn))
1362                         continue;
1363                 page = pfn_to_page(pfn);
1364
1365                 if (PageHuge(page)) {
1366                         struct page *head = compound_head(page);
1367                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1368                         isolate_huge_page(head, &source);
1369                         continue;
1370                 } else if (PageTransHuge(page))
1371                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1372                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1373
1374                 /*
1375                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1376                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1377                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1378                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1379                  * the unmap as the catch all safety net).
1380                  */
1381                 if (PageHWPoison(page)) {
1382                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1383                                 isolate_lru_page(page);
1384                         if (page_mapped(page))
1385                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1386                         continue;
1387                 }
1388
1389                 if (!get_page_unless_zero(page))
1390                         continue;
1391                 /*
1392                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1393                  * LRU and non-lru movable pages.
1394                  */
1395                 if (PageLRU(page))
1396                         ret = isolate_lru_page(page);
1397                 else
1398                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1399                 if (!ret) { /* Success */
1400                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1401                         if (!__PageMovable(page))
1402                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1403                                                     page_is_file_cache(page));
1404
1405                 } else {
1406                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1407                         dump_page(page, "isolation failed");
1408                 }
1409                 put_page(page);
1410         }
1411         if (!list_empty(&source)) {
1412                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1413                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1414                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1415                 if (ret) {
1416                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1417                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1418                                        page_to_pfn(page), ret);
1419                                 dump_page(page, "migration failure");
1420                         }
1421                         putback_movable_pages(&source);
1422                 }
1423         }
1424
1425         return ret;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1430  */
1431 static int
1432 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1433                         void *data)
1434 {
1435         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1436
1437         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1443  */
1444 static int
1445 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1446                         void *data)
1447 {
1448         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1449 }
1450
1451 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1452 {
1453 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1454         movable_node_enabled = true;
1455 #else
1456         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1457 #endif
1458         return 0;
1459 }
1460 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1461
1462 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1463 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1464                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1465 {
1466         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1467         unsigned long present_pages = 0;
1468         enum zone_type zt;
1469
1470         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1471         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1472         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1473
1474         /*
1475          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1476          * If the memory to be offline is within the range
1477          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1478          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1479          * thus we can determine that we need to clear the node from
1480          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1481          */
1482         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1483                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1484         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1485                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1486
1487 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1488         /*
1489          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1490          * have normal memory or high memory.
1491          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1492          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1493          * we determine that the zones in that range become empty,
1494          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1495          */
1496         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1497         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1498                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1499 #endif
1500
1501         /*
1502          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1503          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1504          * as well.
1505          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1506          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1507          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1508          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1509          * it for N_MEMORY as well.
1510          */
1511         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1512
1513         if (nr_pages >= present_pages)
1514                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1515 }
1516
1517 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1518 {
1519         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1520                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1521
1522         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1523                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1524
1525         if (arg->status_change_nid >= 0)
1526                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1527 }
1528
1529 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1530                   unsigned long end_pfn)
1531 {
1532         unsigned long pfn, nr_pages;
1533         unsigned long offlined_pages = 0;
1534         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1535         unsigned long flags;
1536         unsigned long valid_start, valid_end;
1537         struct zone *zone;
1538         struct memory_notify arg;
1539         char *reason;
1540
1541         mem_hotplug_begin();
1542
1543         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1544            we assume this for now. .*/
1545         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1546                                   &valid_end)) {
1547                 ret = -EINVAL;
1548                 reason = "multizone range";
1549                 goto failed_removal;
1550         }
1551
1552         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1553         node = zone_to_nid(zone);
1554         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1555
1556         /* set above range as isolated */
1557         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1558                                        MIGRATE_MOVABLE,
1559                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1560         if (ret < 0) {
1561                 reason = "failure to isolate range";
1562                 goto failed_removal;
1563         }
1564         nr_isolate_pageblock = ret;
1565
1566         arg.start_pfn = start_pfn;
1567         arg.nr_pages = nr_pages;
1568         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1569
1570         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1571         ret = notifier_to_errno(ret);
1572         if (ret) {
1573                 reason = "notifier failure";
1574                 goto failed_removal_isolated;
1575         }
1576
1577         do {
1578                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1579                         if (signal_pending(current)) {
1580                                 ret = -EINTR;
1581                                 reason = "signal backoff";
1582                                 goto failed_removal_isolated;
1583                         }
1584
1585                         cond_resched();
1586                         lru_add_drain_all();
1587
1588                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1589                         if (pfn) {
1590                                 /*
1591                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1592                                  * out
1593                                  */
1594                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1595                         }
1596                 }
1597
1598                 /*
1599                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1600                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1601                  * counting consistent.
1602                  */
1603                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1604                 if (ret) {
1605                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1606                         goto failed_removal_isolated;
1607                 }
1608                 /* check again */
1609                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1610                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1611         } while (ret);
1612
1613         /* Ok, all of our target is isolated.
1614            We cannot do rollback at this point. */
1615         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1616                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1617         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1618         /*
1619          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1620          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1621          * pageblocks zone counter here.
1622          */
1623         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1624         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1625         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1626
1627         /* removal success */
1628         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1629         zone->present_pages -= offlined_pages;
1630
1631         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1632         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1633         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1634
1635         init_per_zone_wmark_min();
1636
1637         if (!populated_zone(zone)) {
1638                 zone_pcp_reset(zone);
1639                 build_all_zonelists(NULL);
1640         } else
1641                 zone_pcp_update(zone);
1642
1643         node_states_clear_node(node, &arg);
1644         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1645                 kswapd_stop(node);
1646                 kcompactd_stop(node);
1647         }
1648
1649         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1650         writeback_set_ratelimit();
1651
1652         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1653         mem_hotplug_done();
1654         return 0;
1655
1656 failed_removal_isolated:
1657         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1658         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1659 failed_removal:
1660         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1661                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1662                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1663                  reason);
1664         /* pushback to free area */
1665         mem_hotplug_done();
1666         return ret;
1667 }
1668
1669 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1670 {
1671         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1672 }
1673 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1674
1675 /**
1676  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1677  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1678  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1679  * @arg: argument passed to func
1680  * @func: callback for each memory section walked
1681  *
1682  * This function walks through all present mem sections in range
1683  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1684  *
1685  * Returns the return value of func.
1686  */
1687 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1688                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1689 {
1690         struct memory_block *mem = NULL;
1691         struct mem_section *section;
1692         unsigned long pfn, section_nr;
1693         int ret;
1694
1695         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1696                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1697                 if (!present_section_nr(section_nr))
1698                         continue;
1699
1700                 section = __nr_to_section(section_nr);
1701                 /* same memblock? */
1702                 if (mem)
1703                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1704                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1705                                 continue;
1706
1707                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1708                 if (!mem)
1709                         continue;
1710
1711                 ret = func(mem, arg);
1712                 if (ret) {
1713                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1714                         return ret;
1715                 }
1716         }
1717
1718         if (mem)
1719                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1720
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1725 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1726 {
1727         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1728
1729         if (unlikely(ret)) {
1730                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1731
1732                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1733                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1734                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1735                         &beginpa, &endpa);
1736         }
1737
1738         return ret;
1739 }
1740
1741 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1742 {
1743         int cpu;
1744
1745         for_each_present_cpu(cpu) {
1746                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1747                         /*
1748                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1749                          * offline this node.
1750                          */
1751                         return -EBUSY;
1752         }
1753
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 /**
1758  * try_offline_node
1759  * @nid: the node ID
1760  *
1761  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1762  *
1763  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1764  * and online/offline operations before this call.
1765  */
1766 void try_offline_node(int nid)
1767 {
1768         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1769         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1770         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1771         unsigned long pfn;
1772
1773         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1774                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1775
1776                 if (!present_section_nr(section_nr))
1777                         continue;
1778
1779                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1780                         continue;
1781
1782                 /*
1783                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1784                  * can't offline node now.
1785                  */
1786                 return;
1787         }
1788
1789         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1790                 return;
1791
1792         /*
1793          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1794          * node now.
1795          */
1796         node_set_offline(nid);
1797         unregister_one_node(nid);
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1800
1801 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1802                                       resource_size_t size)
1803 {
1804         int ret;
1805
1806         /*
1807          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1808          * this function never fails. It might only fail if resources
1809          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1810          * removing of memory cannot fail.
1811          */
1812         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1813         if (ret) {
1814                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1815
1816                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1817                         &start, &endres, ret);
1818         }
1819 }
1820
1821 /**
1822  * remove_memory
1823  * @nid: the node ID
1824  * @start: physical address of the region to remove
1825  * @size: size of the region to remove
1826  *
1827  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1828  * and online/offline operations before this call, as required by
1829  * try_offline_node().
1830  */
1831 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1832 {
1833         int ret;
1834
1835         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1836
1837         mem_hotplug_begin();
1838
1839         /*
1840          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1841          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1842          * if this is not the case.
1843          */
1844         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1845                                 check_memblock_offlined_cb);
1846         if (ret)
1847                 BUG();
1848
1849         /* remove memmap entry */
1850         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1851         memblock_free(start, size);
1852         memblock_remove(start, size);
1853
1854         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1855         __release_memory_resource(start, size);
1856
1857         try_offline_node(nid);
1858
1859         mem_hotplug_done();
1860 }
1861
1862 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1863 {
1864         lock_device_hotplug();
1865         __remove_memory(nid, start, size);
1866         unlock_device_hotplug();
1867 }
1868 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1869 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */