mm/memory_hotplug.c

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