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
  38 #include <asm/tlbflush.h>
  39
  40 #include "internal.h"
  41
  42 /*
  43  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  44  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  45  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  46  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  47  */
  48
  49 static void generic_online_page(struct page *page);
  50
  51 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  52 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  53
  54 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  55
  56 void get_online_mems(void)
  57 {
  58         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  59 }
  60
  61 void put_online_mems(void)
  62 {
  63         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  64 }
  65
  66 bool movable_node_enabled = false;
  67
  68 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  69 bool memhp_auto_online;
  70 #else
  71 bool memhp_auto_online = true;
  72 #endif
  73 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  74
  75 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  76 {
  77         if (!strcmp(str, "online"))
  78                 memhp_auto_online = true;
  79         else if (!strcmp(str, "offline"))
  80                 memhp_auto_online = false;
  81
  82         return 1;
  83 }
  84 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  85
  86 void mem_hotplug_begin(void)
  87 {
  88         cpus_read_lock();
  89         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  90 }
  91
  92 void mem_hotplug_done(void)
  93 {
  94         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  95         cpus_read_unlock();
  96 }
  97
  98 /* add this memory to iomem resource */
  99 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 100 {
 101         struct resource *res, *conflict;
 102         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 103         if (!res)
 104                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 105
 106         res->name = "System RAM";
 107         res->start = start;
 108         res->end = start + size - 1;
 109         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 110         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 111         if (conflict) {
 112                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 113                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 114                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 115                                  (unsigned long long)start);
 116                 }
 117                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 118                 kfree(res);
 119                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 120         }
 121         return res;
 122 }
 123
 124 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 125 {
 126         if (!res)
 127                 return;
 128         release_resource(res);
 129         kfree(res);
 130         return;
 131 }
 132
 133 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 134 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 135                       unsigned long type)
 136 {
 137         page->freelist = (void *)type;
 138         SetPagePrivate(page);
 139         set_page_private(page, info);
 140         page_ref_inc(page);
 141 }
 142
 143 void put_page_bootmem(struct page *page)
 144 {
 145         unsigned long type;
 146
 147         type = (unsigned long) page->freelist;
 148         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 149                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 150
 151         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 152                 page->freelist = NULL;
 153                 ClearPagePrivate(page);
 154                 set_page_private(page, 0);
 155                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 156                 free_reserved_page(page);
 157         }
 158 }
 159
 160 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 161 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 162 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 163 {
 164         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 165         struct mem_section *ms;
 166         struct page *page, *memmap;
 167
 168         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 169         ms = __nr_to_section(section_nr);
 170
 171         /* Get section's memmap address */
 172         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 173
 174         /*
 175          * Get page for the memmap's phys address
 176          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 177          */
 178         page = virt_to_page(memmap);
 179         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 180         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 181
 182         /* remember memmap's page */
 183         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 184                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 185
 186         usemap = ms->pageblock_flags;
 187         page = virt_to_page(usemap);
 188
 189         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 190
 191         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 192                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 193
 194 }
 195 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 196 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 197 {
 198         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 199         struct mem_section *ms;
 200         struct page *page, *memmap;
 201
 202         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 203         ms = __nr_to_section(section_nr);
 204
 205         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 206
 207         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 208
 209         usemap = ms->pageblock_flags;
 210         page = virt_to_page(usemap);
 211
 212         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 213
 214         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 215                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 216 }
 217 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 218
 219 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 220 {
 221         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 222         int node = pgdat->node_id;
 223         struct page *page;
 224
 225         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 226         page = virt_to_page(pgdat);
 227
 228         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 229                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 230
 231         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 232         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 233
 234         /* register section info */
 235         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 236                 /*
 237                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 238                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 239                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 240                  * reside in some other nodes.
 241                  */
 242                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 243                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 244         }
 245 }
 246 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 247
 248 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 249                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 250 {
 251         int ret;
 252
 253         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 254                 return -EEXIST;
 255
 256         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
 257         if (ret < 0)
 258                 return ret;
 259
 260         if (!want_memblock)
 261                 return 0;
 262
 263         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 264 }
 265
 266 /*
 267  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 268  * expected that archs that support memory hotplug will
 269  * call this function after deciding the zone to which to
 270  * add the new pages.
 271  */
 272 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 273                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 274                 bool want_memblock)
 275 {
 276         unsigned long i;
 277         int err = 0;
 278         int start_sec, end_sec;
 279
 280         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 281         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 282         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 283
 284         if (altmap) {
 285                 /*
 286                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 287                  */
 288                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 289                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 290                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 291                         err = -EINVAL;
 292                         goto out;
 293                 }
 294                 altmap->alloc = 0;
 295         }
 296
 297         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 298                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 299                                 want_memblock);
 300
 301                 /*
 302                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 303                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 304                  * Warning will be printed if there is collision.
 305                  */
 306                 if (err && (err != -EEXIST))
 307                         break;
 308                 err = 0;
 309                 cond_resched();
 310         }
 311         vmemmap_populate_print_last();
 312 out:
 313         return err;
 314 }
 315
 316 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 317 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 318 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 319                                      unsigned long start_pfn,
 320                                      unsigned long end_pfn)
 321 {
 322         struct mem_section *ms;
 323
 324         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 325                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 326
 327                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 328                         continue;
 329
 330                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 331                         continue;
 332
 333                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 334                         continue;
 335
 336                 return start_pfn;
 337         }
 338
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 343 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 344                                     unsigned long start_pfn,
 345                                     unsigned long end_pfn)
 346 {
 347         struct mem_section *ms;
 348         unsigned long pfn;
 349
 350         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 351         pfn = end_pfn - 1;
 352         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 353                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 354
 355                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 356                         continue;
 357
 358                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 359                         continue;
 360
 361                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 362                         continue;
 363
 364                 return pfn;
 365         }
 366
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 371                              unsigned long end_pfn)
 372 {
 373         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 374         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 375         unsigned long zone_end_pfn = z;
 376         unsigned long pfn;
 377         struct mem_section *ms;
 378         int nid = zone_to_nid(zone);
 379
 380         zone_span_writelock(zone);
 381         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 382                 /*
 383                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 384                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 385                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 386                  * for shrinking zone.
 387                  */
 388                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 389                                                 zone_end_pfn);
 390                 if (pfn) {
 391                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 392                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 393                 }
 394         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 395                 /*
 396                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 397                  * shrink zone->spanned_pages.
 398                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 399                  * shrinking zone.
 400                  */
 401                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 402                                                start_pfn);
 403                 if (pfn)
 404                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 409          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 410          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 411          * it check the zone has only hole or not.
 412          */
 413         pfn = zone_start_pfn;
 414         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 415                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 416
 417                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 418                         continue;
 419
 420                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 421                         continue;
 422
 423                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 424                 if (start_pfn == pfn)
 425                         continue;
 426
 427                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 428                 zone_span_writeunlock(zone);
 429                 return;
 430         }
 431
 432         /* The zone has no valid section */
 433         zone->zone_start_pfn = 0;
 434         zone->spanned_pages = 0;
 435         zone_span_writeunlock(zone);
 436 }
 437
 438 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 439                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 440 {
 441         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 442         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 443         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 444         unsigned long pfn;
 445         struct mem_section *ms;
 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_SECTION) {
 483                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 484
 485                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 486                         continue;
 487
 488                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 489                         continue;
 490
 491                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 492                 if (start_pfn == pfn)
 493                         continue;
 494
 495                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 496                 return;
 497         }
 498
 499         /* The pgdat has no valid section */
 500         pgdat->node_start_pfn = 0;
 501         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 502 }
 503
 504 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 505 {
 506         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 507         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 508         unsigned long flags;
 509
 510         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 511         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 512         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 513         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 514 }
 515
 516 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 517                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 518 {
 519         unsigned long start_pfn;
 520         int scn_nr;
 521         int ret = -EINVAL;
 522
 523         if (!valid_section(ms))
 524                 return ret;
 525
 526         ret = unregister_memory_section(ms);
 527         if (ret)
 528                 return ret;
 529
 530         scn_nr = __section_nr(ms);
 531         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 532         __remove_zone(zone, start_pfn);
 533
 534         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 535         return 0;
 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, ret = 0;
 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         } else {
 562                 resource_size_t start, size;
 563
 564                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 565                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 566
 567                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 568                                         size);
 569                 if (ret) {
 570                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 571
 572                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 573                                         &start, &endres, ret);
 574                 }
 575         }
 576
 577         clear_zone_contiguous(zone);
 578
 579         /*
 580          * We can only remove entire sections
 581          */
 582         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 583         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 584
 585         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 586         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 587                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 588
 589                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 590                                 altmap);
 591                 map_offset = 0;
 592                 if (ret)
 593                         break;
 594         }
 595
 596         set_zone_contiguous(zone);
 597
 598         return ret;
 599 }
 600 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 601
 602 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 603 {
 604         int rc = -EINVAL;
 605
 606         get_online_mems();
 607         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 608
 609         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 610                 online_page_callback = callback;
 611                 rc = 0;
 612         }
 613
 614         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 615         put_online_mems();
 616
 617         return rc;
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 620
 621 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 622 {
 623         int rc = -EINVAL;
 624
 625         get_online_mems();
 626         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 627
 628         if (online_page_callback == callback) {
 629                 online_page_callback = generic_online_page;
 630                 rc = 0;
 631         }
 632
 633         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 634         put_online_mems();
 635
 636         return rc;
 637 }
 638 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 639
 640 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 641 {
 642 }
 643 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 644
 645 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 646 {
 647         adjust_managed_page_count(page, 1);
 648 }
 649 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 650
 651 void __online_page_free(struct page *page)
 652 {
 653         __free_reserved_page(page);
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 656
 657 static void generic_online_page(struct page *page)
 658 {
 659         __online_page_set_limits(page);
 660         __online_page_increment_counters(page);
 661         __online_page_free(page);
 662 }
 663
 664 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 665                         void *arg)
 666 {
 667         unsigned long i;
 668         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 669         struct page *page;
 670
 671         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 672                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 673                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 674                         (*online_page_callback)(page);
 675                         onlined_pages++;
 676                 }
 677
 678         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 679
 680         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 681         return 0;
 682 }
 683
 684 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 685 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 686         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 687 {
 688         int nid = zone_to_nid(zone);
 689
 690         arg->status_change_nid = -1;
 691         arg->status_change_nid_normal = -1;
 692         arg->status_change_nid_high = -1;
 693
 694         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 695                 arg->status_change_nid = nid;
 696         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 697                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 698 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 699         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 700                 arg->status_change_nid_high = nid;
 701 #endif
 702 }
 703
 704 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 705 {
 706         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 707                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 708
 709         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 710                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 711
 712         if (arg->status_change_nid >= 0)
 713                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 714 }
 715
 716 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 717                 unsigned long nr_pages)
 718 {
 719         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 720
 721         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 722                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 723
 724         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 725 }
 726
 727 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 728                                      unsigned long nr_pages)
 729 {
 730         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 731
 732         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 733                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 734
 735         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 736 }
 737
 738 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 739                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 740 {
 741         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 742         int nid = pgdat->node_id;
 743         unsigned long flags;
 744
 745         if (zone_is_empty(zone))
 746                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 747
 748         clear_zone_contiguous(zone);
 749
 750         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 751         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 752         zone_span_writelock(zone);
 753         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 754         zone_span_writeunlock(zone);
 755         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 756         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 757
 758         /*
 759          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 760          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 761          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 762          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 763          */
 764         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 765                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 766
 767         set_zone_contiguous(zone);
 768 }
 769
 770 /*
 771  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 772  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 773  * to the ZONE_NORMAL.
 774  */
 775 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 776                 unsigned long nr_pages)
 777 {
 778         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 779         int zid;
 780
 781         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 782                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 783
 784                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 785                         return zone;
 786         }
 787
 788         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 789 }
 790
 791 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 792                 unsigned long nr_pages)
 793 {
 794         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 795                         nr_pages);
 796         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 797         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 798         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 799
 800         /*
 801          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 802          * overlap in the given range
 803          */
 804         if (in_kernel ^ in_movable)
 805                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 806
 807         /*
 808          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 809          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 810          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 811          */
 812         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 813 }
 814
 815 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 816                 unsigned long nr_pages)
 817 {
 818         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 819                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 820
 821         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 822                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 823
 824         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 829  * for the given online type.
 830  */
 831 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 832                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 833 {
 834         struct zone *zone;
 835
 836         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 837         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 838         return zone;
 839 }
 840
 841 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 842 {
 843         unsigned long flags;
 844         unsigned long onlined_pages = 0;
 845         struct zone *zone;
 846         int need_zonelists_rebuild = 0;
 847         int nid;
 848         int ret;
 849         struct memory_notify arg;
 850         struct memory_block *mem;
 851
 852         mem_hotplug_begin();
 853
 854         /*
 855          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 856          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 857          */
 858         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 859         nid = mem->nid;
 860
 861         /* associate pfn range with the zone */
 862         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 863
 864         arg.start_pfn = pfn;
 865         arg.nr_pages = nr_pages;
 866         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 867
 868         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 869         ret = notifier_to_errno(ret);
 870         if (ret)
 871                 goto failed_addition;
 872
 873         /*
 874          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 875          * This means the page allocator ignores this zone.
 876          * So, zonelist must be updated after online.
 877          */
 878         if (!populated_zone(zone)) {
 879                 need_zonelists_rebuild = 1;
 880                 setup_zone_pageset(zone);
 881         }
 882
 883         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 884                 online_pages_range);
 885         if (ret) {
 886                 if (need_zonelists_rebuild)
 887                         zone_pcp_reset(zone);
 888                 goto failed_addition;
 889         }
 890
 891         zone->present_pages += onlined_pages;
 892
 893         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 894         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 895         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 896
 897         if (onlined_pages) {
 898                 node_states_set_node(nid, &arg);
 899                 if (need_zonelists_rebuild)
 900                         build_all_zonelists(NULL);
 901                 else
 902                         zone_pcp_update(zone);
 903         }
 904
 905         init_per_zone_wmark_min();
 906
 907         if (onlined_pages) {
 908                 kswapd_run(nid);
 909                 kcompactd_run(nid);
 910         }
 911
 912         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 913
 914         writeback_set_ratelimit();
 915
 916         if (onlined_pages)
 917                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 918         mem_hotplug_done();
 919         return 0;
 920
 921 failed_addition:
 922         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 923                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 924                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 925         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 926         mem_hotplug_done();
 927         return ret;
 928 }
 929 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 930
 931 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 932 {
 933         struct zone *z;
 934
 935         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 936                 z->present_pages = 0;
 937
 938         pgdat->node_present_pages = 0;
 939 }
 940
 941 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 942 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 943 {
 944         struct pglist_data *pgdat;
 945         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 946
 947         pgdat = NODE_DATA(nid);
 948         if (!pgdat) {
 949                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 950                 if (!pgdat)
 951                         return NULL;
 952
 953                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 954         } else {
 955                 /*
 956                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 957                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 958                  * when it starts in the near future.
 959                  */
 960                 pgdat->nr_zones = 0;
 961                 pgdat->kswapd_order = 0;
 962                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 963         }
 964
 965         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 966
 967         pgdat->node_id = nid;
 968         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 969
 970         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 971         free_area_init_core_hotplug(nid);
 972         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 973
 974         /*
 975          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 976          * to access not-initialized zonelist, build here.
 977          */
 978         build_all_zonelists(pgdat);
 979
 980         /*
 981          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 982          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 983          * online_pages() and offline_pages().
 984          */
 985         reset_node_managed_pages(pgdat);
 986         reset_node_present_pages(pgdat);
 987
 988         return pgdat;
 989 }
 990
 991 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 992 {
 993         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 994
 995         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 996         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 997         arch_free_nodedata(pgdat);
 998         return;
 999 }
1000
1001
1002 /**
1003  * try_online_node - online a node if offlined
1004  * @nid: the node ID
1005  * @start: start addr of the node
1006  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1007  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1008  *
1009  * Returns:
1010  * 1 -> a new node has been allocated
1011  * 0 -> the node is already online
1012  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1013  */
1014 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1015 {
1016         pg_data_t *pgdat;
1017         int ret = 1;
1018
1019         if (node_online(nid))
1020                 return 0;
1021
1022         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1023         if (!pgdat) {
1024                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1025                 ret = -ENOMEM;
1026                 goto out;
1027         }
1028
1029         if (set_node_online) {
1030                 node_set_online(nid);
1031                 ret = register_one_node(nid);
1032                 BUG_ON(ret);
1033         }
1034 out:
1035         return ret;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Users of this function always want to online/register the node
1040  */
1041 int try_online_node(int nid)
1042 {
1043         int ret;
1044
1045         mem_hotplug_begin();
1046         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1047         mem_hotplug_done();
1048         return ret;
1049 }
1050
1051 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1052 {
1053         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1054         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1055         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1056         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1057
1058         /* memory range must be block size aligned */
1059         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1060             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1061                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1062                        block_sz, start, size);
1063                 return -EINVAL;
1064         }
1065
1066         return 0;
1067 }
1068
1069 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1070 {
1071         return device_online(&mem->dev);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1076  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1077  *
1078  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1079  */
1080 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1081 {
1082         u64 start, size;
1083         bool new_node = false;
1084         int ret;
1085
1086         start = res->start;
1087         size = resource_size(res);
1088
1089         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1090         if (ret)
1091                 return ret;
1092
1093         mem_hotplug_begin();
1094
1095         /*
1096          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1097          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1098          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1099          * be removed at hot-remove time.
1100          */
1101         memblock_add_node(start, size, nid);
1102
1103         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1104         if (ret < 0)
1105                 goto error;
1106         new_node = ret;
1107
1108         /* call arch's memory hotadd */
1109         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1110         if (ret < 0)
1111                 goto error;
1112
1113         if (new_node) {
1114                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1115                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1116                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1117                  * We online node here. We can't roll back from here.
1118                  */
1119                 node_set_online(nid);
1120                 ret = __register_one_node(nid);
1121                 BUG_ON(ret);
1122         }
1123
1124         /* link memory sections under this node.*/
1125         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1126         BUG_ON(ret);
1127
1128         /* create new memmap entry */
1129         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1130
1131         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1132         mem_hotplug_done();
1133
1134         /* online pages if requested */
1135         if (online)
1136                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1137                                   NULL, online_memory_block);
1138
1139         return ret;
1140 error:
1141         /* rollback pgdat allocation and others */
1142         if (new_node)
1143                 rollback_node_hotadd(nid);
1144         memblock_remove(start, size);
1145         mem_hotplug_done();
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1150 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1151 {
1152         struct resource *res;
1153         int ret;
1154
1155         res = register_memory_resource(start, size);
1156         if (IS_ERR(res))
1157                 return PTR_ERR(res);
1158
1159         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1160         if (ret < 0)
1161                 release_memory_resource(res);
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1166 {
1167         int rc;
1168
1169         lock_device_hotplug();
1170         rc = __add_memory(nid, start, size);
1171         unlock_device_hotplug();
1172
1173         return rc;
1174 }
1175 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1176
1177 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1178 /*
1179  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1180  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1181  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1182  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1183  * be located at the start of the pageblock
1184  */
1185 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1186 {
1187         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1188 }
1189
1190 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1191 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1192 {
1193         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1194         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1195
1196         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1197         if (pageblock_free(page)) {
1198                 int order;
1199                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1200                 order = page_order(page);
1201                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1202                         return page + (1 << order);
1203         }
1204
1205         return page + pageblock_nr_pages;
1206 }
1207
1208 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1209 {
1210         struct zone *zone;
1211         unsigned long pfn;
1212
1213         /*
1214          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1215          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1216          * the zone but still within the section.
1217          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1218          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1219          */
1220         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1221                 return false;
1222
1223         zone = page_zone(page);
1224         pfn = page_to_pfn(page);
1225         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1226                 return false;
1227
1228         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1229 }
1230
1231 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1232 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1233 {
1234         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1235         struct page *end_page = page + nr_pages;
1236
1237         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1238         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1239                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1240                         return false;
1241                 cond_resched();
1242         }
1243
1244         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1245         return true;
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1250  * When true, return its valid [start, end).
1251  */
1252 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1253                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1254 {
1255         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1256         unsigned long start, end;
1257         struct zone *zone = NULL;
1258         struct page *page;
1259         int i;
1260         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1261              pfn < end_pfn;
1262              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1263                 /* Make sure the memory section is present first */
1264                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1265                         continue;
1266                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1267                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1268                         i = 0;
1269                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1270                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1271                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1272                                 i++;
1273                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1274                                 continue;
1275                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1276                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1277                                 return 0;
1278                         if (!zone)
1279                                 start = pfn + i;
1280                         zone = page_zone(page);
1281                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1282                 }
1283         }
1284
1285         if (zone) {
1286                 *valid_start = start;
1287                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1288                 return 1;
1289         } else {
1290                 return 0;
1291         }
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1296  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1297  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1298  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1299  */
1300 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1301 {
1302         unsigned long pfn;
1303         struct page *page;
1304         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1305                 if (pfn_valid(pfn)) {
1306                         page = pfn_to_page(pfn);
1307                         if (PageLRU(page))
1308                                 return pfn;
1309                         if (__PageMovable(page))
1310                                 return pfn;
1311                         if (PageHuge(page)) {
1312                                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(page)) &&
1313                                     page_huge_active(page))
1314                                         return pfn;
1315                                 else
1316                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1317                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1318                         }
1319                 }
1320         }
1321         return 0;
1322 }
1323
1324 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1325 {
1326         int nid = page_to_nid(page);
1327         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1328
1329         /*
1330          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1331          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1332          * of the only existing node)
1333          */
1334         node_clear(nid, nmask);
1335         if (nodes_empty(nmask))
1336                 node_set(nid, nmask);
1337
1338         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1339 }
1340
1341 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1342 static int
1343 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1344 {
1345         unsigned long pfn;
1346         struct page *page;
1347         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1348         int not_managed = 0;
1349         int ret = 0;
1350         LIST_HEAD(source);
1351
1352         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1353                 if (!pfn_valid(pfn))
1354                         continue;
1355                 page = pfn_to_page(pfn);
1356
1357                 if (PageHuge(page)) {
1358                         struct page *head = compound_head(page);
1359                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1360                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1361                                 ret = -EBUSY;
1362                                 break;
1363                         }
1364                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1365                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1366                         continue;
1367                 } else if (PageTransHuge(page))
1368                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1369                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1370
1371                 if (!get_page_unless_zero(page))
1372                         continue;
1373                 /*
1374                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1375                  * LRU and non-lru movable pages.
1376                  */
1377                 if (PageLRU(page))
1378                         ret = isolate_lru_page(page);
1379                 else
1380                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1381                 if (!ret) { /* Success */
1382                         put_page(page);
1383                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1384                         move_pages--;
1385                         if (!__PageMovable(page))
1386                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1387                                                     page_is_file_cache(page));
1388
1389                 } else {
1390 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1391                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1392                         dump_page(page, "isolation failed");
1393 #endif
1394                         put_page(page);
1395                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1396                            check this again here. */
1397                         if (page_count(page)) {
1398                                 not_managed++;
1399                                 ret = -EBUSY;
1400                                 break;
1401                         }
1402                 }
1403         }
1404         if (!list_empty(&source)) {
1405                 if (not_managed) {
1406                         putback_movable_pages(&source);
1407                         goto out;
1408                 }
1409
1410                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1411                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1412                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1413                 if (ret)
1414                         putback_movable_pages(&source);
1415         }
1416 out:
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1422  */
1423 static int
1424 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1425                         void *data)
1426 {
1427         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 static void
1432 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1433 {
1434         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1435                                 offline_isolated_pages_cb);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1440  */
1441 static int
1442 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1443                         void *data)
1444 {
1445         int ret;
1446         long offlined = *(long *)data;
1447         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1448         offlined = nr_pages;
1449         if (!ret)
1450                 *(long *)data += offlined;
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 static long
1455 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1456 {
1457         long offlined = 0;
1458         int ret;
1459
1460         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1461                         check_pages_isolated_cb);
1462         if (ret < 0)
1463                 offlined = (long)ret;
1464         return offlined;
1465 }
1466
1467 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1468 {
1469 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1470         movable_node_enabled = true;
1471 #else
1472         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1473 #endif
1474         return 0;
1475 }
1476 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1477
1478 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1479 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1480                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1481 {
1482         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1483         unsigned long present_pages = 0;
1484         enum zone_type zt;
1485
1486         arg->status_change_nid = -1;
1487         arg->status_change_nid_normal = -1;
1488         arg->status_change_nid_high = -1;
1489
1490         /*
1491          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1492          * If the memory to be offline is within the range
1493          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1494          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1495          * thus we can determine that we need to clear the node from
1496          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1497          */
1498         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1499                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1500         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1501                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1502
1503 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1504         /*
1505          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1506          * have normal memory or high memory.
1507          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1508          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1509          * we determine that the zones in that range become empty,
1510          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1511          */
1512         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1513         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1514                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1515 #endif
1516
1517         /*
1518          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1519          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1520          * as well.
1521          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1522          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1523          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1524          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1525          * it for N_MEMORY as well.
1526          */
1527         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1528
1529         if (nr_pages >= present_pages)
1530                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1531 }
1532
1533 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1534 {
1535         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1536                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1537
1538         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1539                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1540
1541         if (arg->status_change_nid >= 0)
1542                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1543 }
1544
1545 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1546                   unsigned long end_pfn)
1547 {
1548         unsigned long pfn, nr_pages;
1549         long offlined_pages;
1550         int ret, node;
1551         unsigned long flags;
1552         unsigned long valid_start, valid_end;
1553         struct zone *zone;
1554         struct memory_notify arg;
1555
1556         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1557         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1558                 return -EINVAL;
1559         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1560                 return -EINVAL;
1561
1562         mem_hotplug_begin();
1563
1564         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1565            we assume this for now. .*/
1566         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1567                                   &valid_end)) {
1568                 mem_hotplug_done();
1569                 return -EINVAL;
1570         }
1571
1572         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1573         node = zone_to_nid(zone);
1574         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1575
1576         /* set above range as isolated */
1577         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1578                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1579         if (ret) {
1580                 mem_hotplug_done();
1581                 return ret;
1582         }
1583
1584         arg.start_pfn = start_pfn;
1585         arg.nr_pages = nr_pages;
1586         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1587
1588         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1589         ret = notifier_to_errno(ret);
1590         if (ret)
1591                 goto failed_removal;
1592
1593         pfn = start_pfn;
1594 repeat:
1595         /* start memory hot removal */
1596         ret = -EINTR;
1597         if (signal_pending(current))
1598                 goto failed_removal;
1599
1600         cond_resched();
1601         lru_add_drain_all();
1602         drain_all_pages(zone);
1603
1604         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1605         if (pfn) { /* We have movable pages */
1606                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1607                 goto repeat;
1608         }
1609
1610         /*
1611          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1612          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1613          */
1614         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1615         if (ret)
1616                 goto failed_removal;
1617         /* check again */
1618         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1619         if (offlined_pages < 0)
1620                 goto repeat;
1621         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1622         /* Ok, all of our target is isolated.
1623            We cannot do rollback at this point. */
1624         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1625         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1626         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
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:
1657         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1658                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1659                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1660         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1661         /* pushback to free area */
1662         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1663         mem_hotplug_done();
1664         return ret;
1665 }
1666
1667 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1668 {
1669         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1670 }
1671 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1672
1673 /**
1674  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1675  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1676  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1677  * @arg: argument passed to func
1678  * @func: callback for each memory section walked
1679  *
1680  * This function walks through all present mem sections in range
1681  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1682  *
1683  * Returns the return value of func.
1684  */
1685 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1686                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1687 {
1688         struct memory_block *mem = NULL;
1689         struct mem_section *section;
1690         unsigned long pfn, section_nr;
1691         int ret;
1692
1693         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1694                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1695                 if (!present_section_nr(section_nr))
1696                         continue;
1697
1698                 section = __nr_to_section(section_nr);
1699                 /* same memblock? */
1700                 if (mem)
1701                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1702                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1703                                 continue;
1704
1705                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1706                 if (!mem)
1707                         continue;
1708
1709                 ret = func(mem, arg);
1710                 if (ret) {
1711                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1712                         return ret;
1713                 }
1714         }
1715
1716         if (mem)
1717                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1718
1719         return 0;
1720 }
1721
1722 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1723 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1724 {
1725         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1726
1727         if (unlikely(ret)) {
1728                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1729
1730                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1731                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1732                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1733                         &beginpa, &endpa);
1734         }
1735
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1740 {
1741         int cpu;
1742
1743         for_each_present_cpu(cpu) {
1744                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1745                         /*
1746                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1747                          * offline this node.
1748                          */
1749                         return -EBUSY;
1750         }
1751
1752         return 0;
1753 }
1754
1755 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1756 {
1757 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1758         int cpu;
1759
1760         for_each_possible_cpu(cpu)
1761                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1762                         numa_clear_node(cpu);
1763 #endif
1764 }
1765
1766 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1767 {
1768         int ret;
1769
1770         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1771         if (ret)
1772                 return ret;
1773
1774         /*
1775          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1776          * the cpu_to_node() now.
1777          */
1778
1779         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 /**
1784  * try_offline_node
1785  * @nid: the node ID
1786  *
1787  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1788  *
1789  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1790  * and online/offline operations before this call.
1791  */
1792 void try_offline_node(int nid)
1793 {
1794         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1795         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1796         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1797         unsigned long pfn;
1798
1799         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1800                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1801
1802                 if (!present_section_nr(section_nr))
1803                         continue;
1804
1805                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1806                         continue;
1807
1808                 /*
1809                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1810                  * can't offline node now.
1811                  */
1812                 return;
1813         }
1814
1815         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1816                 return;
1817
1818         /*
1819          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1820          * node now.
1821          */
1822         node_set_offline(nid);
1823         unregister_one_node(nid);
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1826
1827 /**
1828  * remove_memory
1829  * @nid: the node ID
1830  * @start: physical address of the region to remove
1831  * @size: size of the region to remove
1832  *
1833  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1834  * and online/offline operations before this call, as required by
1835  * try_offline_node().
1836  */
1837 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1838 {
1839         int ret;
1840
1841         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1842
1843         mem_hotplug_begin();
1844
1845         /*
1846          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1847          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1848          * if this is not the case.
1849          */
1850         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1851                                 check_memblock_offlined_cb);
1852         if (ret)
1853                 BUG();
1854
1855         /* remove memmap entry */
1856         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1857         memblock_free(start, size);
1858         memblock_remove(start, size);
1859
1860         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1861
1862         try_offline_node(nid);
1863
1864         mem_hotplug_done();
1865 }
1866
1867 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1868 {
1869         lock_device_hotplug();
1870         __remove_memory(nid, start, size);
1871         unlock_device_hotplug();
1872 }
1873 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1874 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */