b5ad646df86ba38307e539f8ba7a287de38cd3d6
[linux-2.6-block.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
53
54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
56
57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
58
59 void get_online_mems(void)
60 {
61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
62 }
63
64 void put_online_mems(void)
65 {
66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
67 }
68
69 bool movable_node_enabled = false;
70
71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
72 bool memhp_auto_online;
73 #else
74 bool memhp_auto_online = true;
75 #endif
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
77
78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
79 {
80         if (!strcmp(str, "online"))
81                 memhp_auto_online = true;
82         else if (!strcmp(str, "offline"))
83                 memhp_auto_online = false;
84
85         return 1;
86 }
87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
88
89 void mem_hotplug_begin(void)
90 {
91         cpus_read_lock();
92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
93 }
94
95 void mem_hotplug_done(void)
96 {
97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
98         cpus_read_unlock();
99 }
100
101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
102
103 /* add this memory to iomem resource */
104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
105 {
106         struct resource *res;
107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
108         char *resource_name = "System RAM";
109
110         if (start + size > max_mem_size)
111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
112
113         /*
114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
115          * a child of an existing resource that was present but
116          * not marked as busy.
117          */
118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
119                                resource_name, flags);
120
121         if (!res) {
122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
123                                 start, start + size);
124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
125         }
126         return res;
127 }
128
129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
130 {
131         if (!res)
132                 return;
133         release_resource(res);
134         kfree(res);
135 }
136
137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
138 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
139                       unsigned long type)
140 {
141         page->freelist = (void *)type;
142         SetPagePrivate(page);
143         set_page_private(page, info);
144         page_ref_inc(page);
145 }
146
147 void put_page_bootmem(struct page *page)
148 {
149         unsigned long type;
150
151         type = (unsigned long) page->freelist;
152         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
153                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
154
155         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
156                 page->freelist = NULL;
157                 ClearPagePrivate(page);
158                 set_page_private(page, 0);
159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
160                 free_reserved_page(page);
161         }
162 }
163
164 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
165 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
166 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
167 {
168         unsigned long mapsize, section_nr, i;
169         struct mem_section *ms;
170         struct page *page, *memmap;
171         struct mem_section_usage *usage;
172
173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
174         ms = __nr_to_section(section_nr);
175
176         /* Get section's memmap address */
177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
178
179         /*
180          * Get page for the memmap's phys address
181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
182          */
183         page = virt_to_page(memmap);
184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
186
187         /* remember memmap's page */
188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
190
191         usage = ms->usage;
192         page = virt_to_page(usage);
193
194         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
195
196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
198
199 }
200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
202 {
203         unsigned long mapsize, section_nr, i;
204         struct mem_section *ms;
205         struct page *page, *memmap;
206         struct mem_section_usage *usage;
207
208         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
209         ms = __nr_to_section(section_nr);
210
211         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
212
213         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
214
215         usage = ms->usage;
216         page = virt_to_page(usage);
217
218         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
219
220         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
221                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
222 }
223 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
224
225 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
226 {
227         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
228         int node = pgdat->node_id;
229         struct page *page;
230
231         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
232         page = virt_to_page(pgdat);
233
234         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
235                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
236
237         pfn = pgdat->node_start_pfn;
238         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
239
240         /* register section info */
241         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
242                 /*
243                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
244                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
245                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
246                  * reside in some other nodes.
247                  */
248                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
249                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
250         }
251 }
252 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
253
254 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
255                 const char *reason)
256 {
257         /*
258          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
259          * allow operations smaller than a section for
260          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
261          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
262          * memory that will be marked online, so this check should only
263          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
264          * add_memory_resource().
265          */
266         unsigned long min_align;
267
268         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
269                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
270         else
271                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
272         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
273                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
274                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
275                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
276                 return -EINVAL;
277         }
278         return 0;
279 }
280
281 /*
282  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
283  * expected that archs that support memory hotplug will
284  * call this function after deciding the zone to which to
285  * add the new pages.
286  */
287 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
288                 struct mhp_restrictions *restrictions)
289 {
290         int err;
291         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
292         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
293
294         if (altmap) {
295                 /*
296                  * Validate altmap is within bounds of the total request
297                  */
298                 if (altmap->base_pfn != pfn
299                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
300                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
301                         return -EINVAL;
302                 }
303                 altmap->alloc = 0;
304         }
305
306         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
307         if (err)
308                 return err;
309
310         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
311         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
312         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
313                 unsigned long pfns;
314
315                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
316                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
317                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
318                 if (err)
319                         break;
320                 pfn += pfns;
321                 nr_pages -= pfns;
322                 cond_resched();
323         }
324         vmemmap_populate_print_last();
325         return err;
326 }
327
328 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
329 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
330                                      unsigned long start_pfn,
331                                      unsigned long end_pfn)
332 {
333         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
334                 if (unlikely(!pfn_valid(start_pfn)))
335                         continue;
336
337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
338                         continue;
339
340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
341                         continue;
342
343                 return start_pfn;
344         }
345
346         return 0;
347 }
348
349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
351                                     unsigned long start_pfn,
352                                     unsigned long end_pfn)
353 {
354         unsigned long pfn;
355
356         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
357         pfn = end_pfn - 1;
358         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
359                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
360                         continue;
361
362                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
363                         continue;
364
365                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
366                         continue;
367
368                 return pfn;
369         }
370
371         return 0;
372 }
373
374 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
375                              unsigned long end_pfn)
376 {
377         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
378         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
379         unsigned long zone_end_pfn = z;
380         unsigned long pfn;
381         int nid = zone_to_nid(zone);
382
383         zone_span_writelock(zone);
384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
385                 /*
386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
389                  * for shrinking zone.
390                  */
391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
392                                                 zone_end_pfn);
393                 if (pfn) {
394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
396                 }
397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->spanned_pages.
401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
402                  * shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
405                                                start_pfn);
406                 if (pfn)
407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
408         }
409
410         /*
411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
414          * it check the zone has only hole or not.
415          */
416         pfn = zone_start_pfn;
417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
418                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
419                         continue;
420
421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
422                         continue;
423
424                 /* Skip range to be removed */
425                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
426                         continue;
427
428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
429                 zone_span_writeunlock(zone);
430                 return;
431         }
432
433         /* The zone has no valid section */
434         zone->zone_start_pfn = 0;
435         zone->spanned_pages = 0;
436         zone_span_writeunlock(zone);
437 }
438
439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
441 {
442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
445         unsigned long pfn;
446         int nid = pgdat->node_id;
447
448         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
449                 /*
450                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
451                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
452                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
453                  * for shrinking zone.
454                  */
455                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
456                                                 pgdat_end_pfn);
457                 if (pfn) {
458                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
459                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
460                 }
461         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
462                 /*
463                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
464                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
465                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
466                  * shrinking zone.
467                  */
468                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
469                                                start_pfn);
470                 if (pfn)
471                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
472         }
473
474         /*
475          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
476          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
477          * change the pgdat.
478          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
479          * has only hole or not.
480          */
481         pfn = pgdat_start_pfn;
482         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
483                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
484                         continue;
485
486                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
487                         continue;
488
489                 /* Skip range to be removed */
490                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
491                         continue;
492
493                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
494                 return;
495         }
496
497         /* The pgdat has no valid section */
498         pgdat->node_start_pfn = 0;
499         pgdat->node_spanned_pages = 0;
500 }
501
502 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
503                 unsigned long nr_pages)
504 {
505         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
506         unsigned long flags;
507
508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
510         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
512 }
513
514 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
515                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
516                 struct vmem_altmap *altmap)
517 {
518         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
519
520         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
521                 return;
522
523         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
524         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
525 }
526
527 /**
528  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
529  * @zone: zone from which pages need to be removed
530  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
531  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
532  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
533  *
534  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
535  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
536  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
537  * calling offline_pages().
538  */
539 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
540                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
541 {
542         unsigned long map_offset = 0;
543         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
544
545         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
546
547         clear_zone_contiguous(zone);
548
549         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
550                 return;
551
552         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
553         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
554         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
555                 unsigned long pfns;
556
557                 cond_resched();
558                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
559                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
560                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
561                 pfn += pfns;
562                 nr_pages -= pfns;
563                 map_offset = 0;
564         }
565
566         set_zone_contiguous(zone);
567 }
568
569 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
570 {
571         int rc = -EINVAL;
572
573         get_online_mems();
574         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
575
576         if (online_page_callback == generic_online_page) {
577                 online_page_callback = callback;
578                 rc = 0;
579         }
580
581         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
582         put_online_mems();
583
584         return rc;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
587
588 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
589 {
590         int rc = -EINVAL;
591
592         get_online_mems();
593         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
594
595         if (online_page_callback == callback) {
596                 online_page_callback = generic_online_page;
597                 rc = 0;
598         }
599
600         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
601         put_online_mems();
602
603         return rc;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
606
607 void __online_page_set_limits(struct page *page)
608 {
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
611
612 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
613 {
614         adjust_managed_page_count(page, 1);
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
617
618 void __online_page_free(struct page *page)
619 {
620         __free_reserved_page(page);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
623
624 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
625 {
626         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
627         __free_pages_core(page, order);
628         totalram_pages_add(1UL << order);
629 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
630         if (PageHighMem(page))
631                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
632 #endif
633 }
634
635 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
636                         void *arg)
637 {
638         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
639         unsigned long pfn;
640         int order;
641
642         /*
643          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
644          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
645          * them as being online/belonging to this zone ("present").
646          */
647         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
648                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
649                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
650         }
651
652         /* mark all involved sections as online */
653         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
654
655         *(unsigned long *)arg += nr_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 /*
714  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
715  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
716  * call, all affected pages are PG_reserved.
717  */
718 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
719                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
720 {
721         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
722         int nid = pgdat->node_id;
723         unsigned long flags;
724
725         clear_zone_contiguous(zone);
726
727         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
728         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
729         zone_span_writelock(zone);
730         if (zone_is_empty(zone))
731                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
732         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
733         zone_span_writeunlock(zone);
734         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
735         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
736
737         /*
738          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
739          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
740          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
741          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
742          */
743         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
744                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
745
746         set_zone_contiguous(zone);
747 }
748
749 /*
750  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
751  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
752  * to the ZONE_NORMAL.
753  */
754 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
755                 unsigned long nr_pages)
756 {
757         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
758         int zid;
759
760         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
761                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
762
763                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
764                         return zone;
765         }
766
767         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
768 }
769
770 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
771                 unsigned long nr_pages)
772 {
773         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
774                         nr_pages);
775         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
776         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
777         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
778
779         /*
780          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
781          * overlap in the given range
782          */
783         if (in_kernel ^ in_movable)
784                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
785
786         /*
787          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
788          * given range then we use movable zone only if movable_node is
789          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
790          */
791         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
792 }
793
794 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
795                 unsigned long nr_pages)
796 {
797         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
798                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
799
800         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
801                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
802
803         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
804 }
805
806 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
807 {
808         unsigned long flags;
809         unsigned long onlined_pages = 0;
810         struct zone *zone;
811         int need_zonelists_rebuild = 0;
812         int nid;
813         int ret;
814         struct memory_notify arg;
815         struct memory_block *mem;
816
817         mem_hotplug_begin();
818
819         /*
820          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
821          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
822          */
823         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
824         nid = mem->nid;
825         put_device(&mem->dev);
826
827         /* associate pfn range with the zone */
828         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
829         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
830
831         arg.start_pfn = pfn;
832         arg.nr_pages = nr_pages;
833         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
834
835         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
836         ret = notifier_to_errno(ret);
837         if (ret)
838                 goto failed_addition;
839
840         /*
841          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
842          * This means the page allocator ignores this zone.
843          * So, zonelist must be updated after online.
844          */
845         if (!populated_zone(zone)) {
846                 need_zonelists_rebuild = 1;
847                 setup_zone_pageset(zone);
848         }
849
850         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
851                 online_pages_range);
852         if (ret) {
853                 if (need_zonelists_rebuild)
854                         zone_pcp_reset(zone);
855                 goto failed_addition;
856         }
857
858         zone->present_pages += onlined_pages;
859
860         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
861         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
862         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
863
864         shuffle_zone(zone);
865
866         if (onlined_pages) {
867                 node_states_set_node(nid, &arg);
868                 if (need_zonelists_rebuild)
869                         build_all_zonelists(NULL);
870                 else
871                         zone_pcp_update(zone);
872         }
873
874         init_per_zone_wmark_min();
875
876         if (onlined_pages) {
877                 kswapd_run(nid);
878                 kcompactd_run(nid);
879         }
880
881         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
882
883         writeback_set_ratelimit();
884
885         if (onlined_pages)
886                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
887         mem_hotplug_done();
888         return 0;
889
890 failed_addition:
891         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
892                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
893                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
894         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
895         mem_hotplug_done();
896         return ret;
897 }
898 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
899
900 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
901 {
902         struct zone *z;
903
904         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
905                 z->present_pages = 0;
906
907         pgdat->node_present_pages = 0;
908 }
909
910 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
911 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
912 {
913         struct pglist_data *pgdat;
914         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
915
916         pgdat = NODE_DATA(nid);
917         if (!pgdat) {
918                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
919                 if (!pgdat)
920                         return NULL;
921
922                 pgdat->per_cpu_nodestats =
923                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
924                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
925         } else {
926                 int cpu;
927                 /*
928                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
929                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
930                  * when it starts in the near future.
931                  */
932                 pgdat->nr_zones = 0;
933                 pgdat->kswapd_order = 0;
934                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
935                 for_each_online_cpu(cpu) {
936                         struct per_cpu_nodestat *p;
937
938                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
939                         memset(p, 0, sizeof(*p));
940                 }
941         }
942
943         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
944
945         pgdat->node_id = nid;
946         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
947
948         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
949         free_area_init_core_hotplug(nid);
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 }
976
977
978 /**
979  * try_online_node - online a node if offlined
980  * @nid: the node ID
981  * @start: start addr of the node
982  * @set_node_online: Whether we want to online the node
983  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
984  *
985  * Returns:
986  * 1 -> a new node has been allocated
987  * 0 -> the node is already online
988  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
989  */
990 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
991 {
992         pg_data_t *pgdat;
993         int ret = 1;
994
995         if (node_online(nid))
996                 return 0;
997
998         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
999         if (!pgdat) {
1000                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1001                 ret = -ENOMEM;
1002                 goto out;
1003         }
1004
1005         if (set_node_online) {
1006                 node_set_online(nid);
1007                 ret = register_one_node(nid);
1008                 BUG_ON(ret);
1009         }
1010 out:
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Users of this function always want to online/register the node
1016  */
1017 int try_online_node(int nid)
1018 {
1019         int ret;
1020
1021         mem_hotplug_begin();
1022         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1023         mem_hotplug_done();
1024         return ret;
1025 }
1026
1027 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1028 {
1029         /* memory range must be block size aligned */
1030         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1031             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1032                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1033                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1034                 return -EINVAL;
1035         }
1036
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1041 {
1042         return device_online(&mem->dev);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1047  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1048  *
1049  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1050  */
1051 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1052 {
1053         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1054         u64 start, size;
1055         bool new_node = false;
1056         int ret;
1057
1058         start = res->start;
1059         size = resource_size(res);
1060
1061         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1062         if (ret)
1063                 return ret;
1064
1065         mem_hotplug_begin();
1066
1067         /*
1068          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1069          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1070          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1071          * be removed at hot-remove time.
1072          */
1073         memblock_add_node(start, size, nid);
1074
1075         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1076         if (ret < 0)
1077                 goto error;
1078         new_node = ret;
1079
1080         /* call arch's memory hotadd */
1081         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1082         if (ret < 0)
1083                 goto error;
1084
1085         /* create memory block devices after memory was added */
1086         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1087         if (ret) {
1088                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1089                 goto error;
1090         }
1091
1092         if (new_node) {
1093                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1094                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1095                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1096                  * We online node here. We can't roll back from here.
1097                  */
1098                 node_set_online(nid);
1099                 ret = __register_one_node(nid);
1100                 BUG_ON(ret);
1101         }
1102
1103         /* link memory sections under this node.*/
1104         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1105         BUG_ON(ret);
1106
1107         /* create new memmap entry */
1108         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1109
1110         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1111         mem_hotplug_done();
1112
1113         /* online pages if requested */
1114         if (memhp_auto_online)
1115                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1116
1117         return ret;
1118 error:
1119         /* rollback pgdat allocation and others */
1120         if (new_node)
1121                 rollback_node_hotadd(nid);
1122         memblock_remove(start, size);
1123         mem_hotplug_done();
1124         return ret;
1125 }
1126
1127 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1128 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1129 {
1130         struct resource *res;
1131         int ret;
1132
1133         res = register_memory_resource(start, size);
1134         if (IS_ERR(res))
1135                 return PTR_ERR(res);
1136
1137         ret = add_memory_resource(nid, res);
1138         if (ret < 0)
1139                 release_memory_resource(res);
1140         return ret;
1141 }
1142
1143 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1144 {
1145         int rc;
1146
1147         lock_device_hotplug();
1148         rc = __add_memory(nid, start, size);
1149         unlock_device_hotplug();
1150
1151         return rc;
1152 }
1153 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1154
1155 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1156 /*
1157  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1158  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1159  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1160  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1161  * be located at the start of the pageblock
1162  */
1163 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1164 {
1165         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1166 }
1167
1168 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1169 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1170 {
1171         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1172
1173         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1174         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1175
1176         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1177         if (pageblock_free(page)) {
1178                 int order;
1179                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1180                 order = page_order(page);
1181                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1182                         return pfn + (1 << order);
1183         }
1184
1185         return pfn + pageblock_nr_pages;
1186 }
1187
1188 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1189 {
1190         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1191         struct zone *zone;
1192
1193         /*
1194          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1195          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1196          * the zone but still within the section.
1197          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1198          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1199          */
1200         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1201                 return false;
1202
1203         zone = page_zone(page);
1204         pfn = page_to_pfn(page);
1205         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1206                 return false;
1207
1208         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1209 }
1210
1211 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1212 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1213 {
1214         unsigned long end_pfn, pfn;
1215
1216         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1217                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1218
1219         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1220         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1221                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1222                         return false;
1223                 cond_resched();
1224         }
1225
1226         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1227         return true;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1232  * When true, return its valid [start, end).
1233  */
1234 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1235                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1236 {
1237         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1238         unsigned long start, end;
1239         struct zone *zone = NULL;
1240         struct page *page;
1241         int i;
1242         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1243              pfn < end_pfn;
1244              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1245                 /* Make sure the memory section is present first */
1246                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1247                         continue;
1248                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1249                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1250                         i = 0;
1251                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1252                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1253                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1254                                 i++;
1255                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1256                                 continue;
1257                         /* Check if we got outside of the zone */
1258                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1259                                 return 0;
1260                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1261                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1262                                 return 0;
1263                         if (!zone)
1264                                 start = pfn + i;
1265                         zone = page_zone(page);
1266                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1267                 }
1268         }
1269
1270         if (zone) {
1271                 *valid_start = start;
1272                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1273                 return 1;
1274         } else {
1275                 return 0;
1276         }
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1281  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1282  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1283  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1284  */
1285 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1286 {
1287         unsigned long pfn;
1288
1289         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1290                 struct page *page, *head;
1291                 unsigned long skip;
1292
1293                 if (!pfn_valid(pfn))
1294                         continue;
1295                 page = pfn_to_page(pfn);
1296                 if (PageLRU(page))
1297                         return pfn;
1298                 if (__PageMovable(page))
1299                         return pfn;
1300
1301                 if (!PageHuge(page))
1302                         continue;
1303                 head = compound_head(page);
1304                 if (page_huge_active(head))
1305                         return pfn;
1306                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1307                 pfn += skip - 1;
1308         }
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1313 {
1314         int nid = page_to_nid(page);
1315         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1316
1317         /*
1318          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1319          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1320          * of the only existing node)
1321          */
1322         node_clear(nid, nmask);
1323         if (nodes_empty(nmask))
1324                 node_set(nid, nmask);
1325
1326         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1327 }
1328
1329 static int
1330 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1331 {
1332         unsigned long pfn;
1333         struct page *page;
1334         int ret = 0;
1335         LIST_HEAD(source);
1336
1337         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1338                 if (!pfn_valid(pfn))
1339                         continue;
1340                 page = pfn_to_page(pfn);
1341
1342                 if (PageHuge(page)) {
1343                         struct page *head = compound_head(page);
1344                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1345                         isolate_huge_page(head, &source);
1346                         continue;
1347                 } else if (PageTransHuge(page))
1348                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1349                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1350
1351                 /*
1352                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1353                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1354                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1355                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1356                  * the unmap as the catch all safety net).
1357                  */
1358                 if (PageHWPoison(page)) {
1359                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1360                                 isolate_lru_page(page);
1361                         if (page_mapped(page))
1362                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1363                         continue;
1364                 }
1365
1366                 if (!get_page_unless_zero(page))
1367                         continue;
1368                 /*
1369                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1370                  * LRU and non-lru movable pages.
1371                  */
1372                 if (PageLRU(page))
1373                         ret = isolate_lru_page(page);
1374                 else
1375                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1376                 if (!ret) { /* Success */
1377                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1378                         if (!__PageMovable(page))
1379                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1380                                                     page_is_file_cache(page));
1381
1382                 } else {
1383                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1384                         dump_page(page, "isolation failed");
1385                 }
1386                 put_page(page);
1387         }
1388         if (!list_empty(&source)) {
1389                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1390                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1391                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1392                 if (ret) {
1393                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1394                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1395                                        page_to_pfn(page), ret);
1396                                 dump_page(page, "migration failure");
1397                         }
1398                         putback_movable_pages(&source);
1399                 }
1400         }
1401
1402         return ret;
1403 }
1404
1405 /*
1406  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1407  */
1408 static int
1409 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1410                         void *data)
1411 {
1412         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1413
1414         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1420  */
1421 static int
1422 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1423                         void *data)
1424 {
1425         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1426 }
1427
1428 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1429 {
1430 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1431         movable_node_enabled = true;
1432 #else
1433         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1434 #endif
1435         return 0;
1436 }
1437 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1438
1439 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1440 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1441                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1442 {
1443         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1444         unsigned long present_pages = 0;
1445         enum zone_type zt;
1446
1447         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1448         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1449         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1450
1451         /*
1452          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1453          * If the memory to be offline is within the range
1454          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1455          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1456          * thus we can determine that we need to clear the node from
1457          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1458          */
1459         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1460                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1461         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1462                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1463
1464 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1465         /*
1466          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1467          * have normal memory or high memory.
1468          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1469          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1470          * we determine that the zones in that range become empty,
1471          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1472          */
1473         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1474         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1475                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1476 #endif
1477
1478         /*
1479          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1480          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1481          * as well.
1482          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1483          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1484          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1485          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1486          * it for N_MEMORY as well.
1487          */
1488         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1489
1490         if (nr_pages >= present_pages)
1491                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1492 }
1493
1494 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1495 {
1496         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1497                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1498
1499         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1500                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1501
1502         if (arg->status_change_nid >= 0)
1503                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1504 }
1505
1506 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1507                   unsigned long end_pfn)
1508 {
1509         unsigned long pfn, nr_pages;
1510         unsigned long offlined_pages = 0;
1511         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1512         unsigned long flags;
1513         unsigned long valid_start, valid_end;
1514         struct zone *zone;
1515         struct memory_notify arg;
1516         char *reason;
1517
1518         mem_hotplug_begin();
1519
1520         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1521            we assume this for now. .*/
1522         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1523                                   &valid_end)) {
1524                 ret = -EINVAL;
1525                 reason = "multizone range";
1526                 goto failed_removal;
1527         }
1528
1529         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1530         node = zone_to_nid(zone);
1531         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1532
1533         /* set above range as isolated */
1534         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1535                                        MIGRATE_MOVABLE,
1536                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1537         if (ret < 0) {
1538                 reason = "failure to isolate range";
1539                 goto failed_removal;
1540         }
1541         nr_isolate_pageblock = ret;
1542
1543         arg.start_pfn = start_pfn;
1544         arg.nr_pages = nr_pages;
1545         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1546
1547         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1548         ret = notifier_to_errno(ret);
1549         if (ret) {
1550                 reason = "notifier failure";
1551                 goto failed_removal_isolated;
1552         }
1553
1554         do {
1555                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1556                         if (signal_pending(current)) {
1557                                 ret = -EINTR;
1558                                 reason = "signal backoff";
1559                                 goto failed_removal_isolated;
1560                         }
1561
1562                         cond_resched();
1563                         lru_add_drain_all();
1564
1565                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1566                         if (pfn) {
1567                                 /*
1568                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1569                                  * out
1570                                  */
1571                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1572                         }
1573                 }
1574
1575                 /*
1576                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1577                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1578                  * counting consistent.
1579                  */
1580                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1581                 if (ret) {
1582                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1583                         goto failed_removal_isolated;
1584                 }
1585                 /* check again */
1586                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1587                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1588         } while (ret);
1589
1590         /* Ok, all of our target is isolated.
1591            We cannot do rollback at this point. */
1592         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1593                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1594         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1595         /*
1596          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1597          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1598          * pageblocks zone counter here.
1599          */
1600         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1601         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1602         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1603
1604         /* removal success */
1605         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1606         zone->present_pages -= offlined_pages;
1607
1608         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1609         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1610         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1611
1612         init_per_zone_wmark_min();
1613
1614         if (!populated_zone(zone)) {
1615                 zone_pcp_reset(zone);
1616                 build_all_zonelists(NULL);
1617         } else
1618                 zone_pcp_update(zone);
1619
1620         node_states_clear_node(node, &arg);
1621         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1622                 kswapd_stop(node);
1623                 kcompactd_stop(node);
1624         }
1625
1626         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1627         writeback_set_ratelimit();
1628
1629         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1630         mem_hotplug_done();
1631         return 0;
1632
1633 failed_removal_isolated:
1634         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1635         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1636 failed_removal:
1637         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1638                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1639                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1640                  reason);
1641         /* pushback to free area */
1642         mem_hotplug_done();
1643         return ret;
1644 }
1645
1646 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1647 {
1648         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1649 }
1650
1651 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1652 {
1653         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1654
1655         if (unlikely(ret)) {
1656                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1657
1658                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1659                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1660                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1661                         &beginpa, &endpa);
1662
1663                 return -EBUSY;
1664         }
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1669 {
1670         int cpu;
1671
1672         for_each_present_cpu(cpu) {
1673                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1674                         /*
1675                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1676                          * offline this node.
1677                          */
1678                         return -EBUSY;
1679         }
1680
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * try_offline_node
1686  * @nid: the node ID
1687  *
1688  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1689  *
1690  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1691  * and online/offline operations before this call.
1692  */
1693 void try_offline_node(int nid)
1694 {
1695         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1696         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1697         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1698         unsigned long pfn;
1699
1700         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1701                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1702
1703                 if (!present_section_nr(section_nr))
1704                         continue;
1705
1706                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1707                         continue;
1708
1709                 /*
1710                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1711                  * can't offline node now.
1712                  */
1713                 return;
1714         }
1715
1716         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1717                 return;
1718
1719         /*
1720          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1721          * node now.
1722          */
1723         node_set_offline(nid);
1724         unregister_one_node(nid);
1725 }
1726 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1727
1728 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1729                                       resource_size_t size)
1730 {
1731         int ret;
1732
1733         /*
1734          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1735          * this function never fails. It might only fail if resources
1736          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1737          * removing of memory cannot fail.
1738          */
1739         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1740         if (ret) {
1741                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1742
1743                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1744                         &start, &endres, ret);
1745         }
1746 }
1747
1748 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1749 {
1750         int rc = 0;
1751
1752         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1753
1754         mem_hotplug_begin();
1755
1756         /*
1757          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1758          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1759          * if this is not the case.
1760          */
1761         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1762         if (rc)
1763                 goto done;
1764
1765         /* remove memmap entry */
1766         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1767         memblock_free(start, size);
1768         memblock_remove(start, size);
1769
1770         /* remove memory block devices before removing memory */
1771         remove_memory_block_devices(start, size);
1772
1773         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1774         __release_memory_resource(start, size);
1775
1776         try_offline_node(nid);
1777
1778 done:
1779         mem_hotplug_done();
1780         return rc;
1781 }
1782
1783 /**
1784  * remove_memory
1785  * @nid: the node ID
1786  * @start: physical address of the region to remove
1787  * @size: size of the region to remove
1788  *
1789  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1790  * and online/offline operations before this call, as required by
1791  * try_offline_node().
1792  */
1793 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1794 {
1795
1796         /*
1797          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1798          * function
1799          */
1800         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1801                 BUG();
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1806  * some memory is not offline
1807  */
1808 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1809 {
1810         int rc;
1811
1812         lock_device_hotplug();
1813         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1814         unlock_device_hotplug();
1815
1816         return rc;
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1819 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */