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 check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 256                 const char *reason)
 257 {
 258         /*
 259          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 260          * allow operations smaller than a section for
 261          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 262          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 263          * memory that will be marked online, so this check should only
 264          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 265          * add_memory_resource().
 266          */
 267         unsigned long min_align;
 268
 269         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 270                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 271         else
 272                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 273         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 274                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 275                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 276                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 277                 return -EINVAL;
 278         }
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 284  * expected that archs that support memory hotplug will
 285  * call this function after deciding the zone to which to
 286  * add the new pages.
 287  */
 288 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 289                 struct mhp_restrictions *restrictions)
 290 {
 291         int err;
 292         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 293         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 294
 295         if (altmap) {
 296                 /*
 297                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 298                  */
 299                 if (altmap->base_pfn != pfn
 300                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 301                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 302                         return -EINVAL;
 303                 }
 304                 altmap->alloc = 0;
 305         }
 306
 307         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 308         if (err)
 309                 return err;
 310
 311         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 312         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 313         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 314                 unsigned long pfns;
 315
 316                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 317                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 318                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
 319                 if (err)
 320                         break;
 321                 pfn += pfns;
 322                 nr_pages -= pfns;
 323                 cond_resched();
 324         }
 325         vmemmap_populate_print_last();
 326         return err;
 327 }
 328
 329 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 330 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 331                                      unsigned long start_pfn,
 332                                      unsigned long end_pfn)
 333 {
 334         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 335                 if (unlikely(!pfn_valid(start_pfn)))
 336                         continue;
 337
 338                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 339                         continue;
 340
 341                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 342                         continue;
 343
 344                 return start_pfn;
 345         }
 346
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 351 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 352                                     unsigned long start_pfn,
 353                                     unsigned long end_pfn)
 354 {
 355         unsigned long pfn;
 356
 357         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 358         pfn = end_pfn - 1;
 359         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 360                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 361                         continue;
 362
 363                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 364                         continue;
 365
 366                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 367                         continue;
 368
 369                 return pfn;
 370         }
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 376                              unsigned long end_pfn)
 377 {
 378         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 379         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 380         unsigned long zone_end_pfn = z;
 381         unsigned long pfn;
 382         int nid = zone_to_nid(zone);
 383
 384         zone_span_writelock(zone);
 385         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 386                 /*
 387                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 388                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 389                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 390                  * for shrinking zone.
 391                  */
 392                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 393                                                 zone_end_pfn);
 394                 if (pfn) {
 395                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 396                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 397                 }
 398         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 399                 /*
 400                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 401                  * shrink zone->spanned_pages.
 402                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 403                  * shrinking zone.
 404                  */
 405                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 406                                                start_pfn);
 407                 if (pfn)
 408                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 409         }
 410
 411         /*
 412          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 413          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 414          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 415          * it check the zone has only hole or not.
 416          */
 417         pfn = zone_start_pfn;
 418         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 419                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 420                         continue;
 421
 422                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 423                         continue;
 424
 425                 /* Skip range to be removed */
 426                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 427                         continue;
 428
 429                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 430                 zone_span_writeunlock(zone);
 431                 return;
 432         }
 433
 434         /* The zone has no valid section */
 435         zone->zone_start_pfn = 0;
 436         zone->spanned_pages = 0;
 437         zone_span_writeunlock(zone);
 438 }
 439
 440 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 441                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 442 {
 443         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 444         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 445         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 446         unsigned long pfn;
 447         int nid = pgdat->node_id;
 448
 449         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 450                 /*
 451                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 452                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 453                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 454                  * for shrinking zone.
 455                  */
 456                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 457                                                 pgdat_end_pfn);
 458                 if (pfn) {
 459                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 460                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 461                 }
 462         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 463                 /*
 464                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 465                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 466                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 467                  * shrinking zone.
 468                  */
 469                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 470                                                start_pfn);
 471                 if (pfn)
 472                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 473         }
 474
 475         /*
 476          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 477          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 478          * change the pgdat.
 479          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 480          * has only hole or not.
 481          */
 482         pfn = pgdat_start_pfn;
 483         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 484                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 485                         continue;
 486
 487                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 488                         continue;
 489
 490                 /* Skip range to be removed */
 491                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 492                         continue;
 493
 494                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 495                 return;
 496         }
 497
 498         /* The pgdat has no valid section */
 499         pgdat->node_start_pfn = 0;
 500         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 501 }
 502
 503 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 504                 unsigned long nr_pages)
 505 {
 506         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 507         unsigned long flags;
 508
 509         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 510         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 511         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 512         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 513 }
 514
 515 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 516                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
 517                 struct vmem_altmap *altmap)
 518 {
 519         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
 520
 521         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 522                 return;
 523
 524         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
 525         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 526 }
 527
 528 /**
 529  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 530  * @zone: zone from which pages need to be removed
 531  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 532  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 533  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 534  *
 535  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 536  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 537  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 538  * calling offline_pages().
 539  */
 540 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 541                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 542 {
 543         unsigned long map_offset = 0;
 544         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 545
 546         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 547
 548         clear_zone_contiguous(zone);
 549
 550         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 551                 return;
 552
 553         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 554         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 555         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 556                 unsigned long pfns;
 557
 558                 cond_resched();
 559                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 560                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 561                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
 562                 pfn += pfns;
 563                 nr_pages -= pfns;
 564                 map_offset = 0;
 565         }
 566
 567         set_zone_contiguous(zone);
 568 }
 569
 570 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 571 {
 572         int rc = -EINVAL;
 573
 574         get_online_mems();
 575         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 576
 577         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 578                 online_page_callback = callback;
 579                 rc = 0;
 580         }
 581
 582         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 583         put_online_mems();
 584
 585         return rc;
 586 }
 587 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 588
 589 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 590 {
 591         int rc = -EINVAL;
 592
 593         get_online_mems();
 594         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 595
 596         if (online_page_callback == callback) {
 597                 online_page_callback = generic_online_page;
 598                 rc = 0;
 599         }
 600
 601         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 602         put_online_mems();
 603
 604         return rc;
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 607
 608 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 609 {
 610 }
 611 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 612
 613 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 614 {
 615         adjust_managed_page_count(page, 1);
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 618
 619 void __online_page_free(struct page *page)
 620 {
 621         __free_reserved_page(page);
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 624
 625 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 626 {
 627         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 628         __free_pages_core(page, order);
 629         totalram_pages_add(1UL << order);
 630 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 631         if (PageHighMem(page))
 632                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 633 #endif
 634 }
 635
 636 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 637 {
 638         unsigned long end = start + nr_pages;
 639         int order, onlined_pages = 0;
 640
 641         while (start < end) {
 642                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 643                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 644                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 645
 646                 onlined_pages += (1UL << order);
 647                 start += (1UL << order);
 648         }
 649         return onlined_pages;
 650 }
 651
 652 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 653                         void *arg)
 654 {
 655         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 656
 657         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 658                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 659
 660         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 661
 662         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 667 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 668         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 669 {
 670         int nid = zone_to_nid(zone);
 671
 672         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 673         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 674         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 675
 676         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 677                 arg->status_change_nid = nid;
 678         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 679                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 680 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 681         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 682                 arg->status_change_nid_high = nid;
 683 #endif
 684 }
 685
 686 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 687 {
 688         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 689                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 690
 691         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 692                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 693
 694         if (arg->status_change_nid >= 0)
 695                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 696 }
 697
 698 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 699                 unsigned long nr_pages)
 700 {
 701         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 702
 703         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 704                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 705
 706         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 707 }
 708
 709 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 710                                      unsigned long nr_pages)
 711 {
 712         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 713
 714         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 715                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 716
 717         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 718 }
 719
 720 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 721                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 722 {
 723         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 724         int nid = pgdat->node_id;
 725         unsigned long flags;
 726
 727         clear_zone_contiguous(zone);
 728
 729         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 730         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 731         zone_span_writelock(zone);
 732         if (zone_is_empty(zone))
 733                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 734         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 735         zone_span_writeunlock(zone);
 736         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 737         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 738
 739         /*
 740          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 741          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 742          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 743          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 744          */
 745         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 746                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 747
 748         set_zone_contiguous(zone);
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 753  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 754  * to the ZONE_NORMAL.
 755  */
 756 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 757                 unsigned long nr_pages)
 758 {
 759         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 760         int zid;
 761
 762         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 763                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 764
 765                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 766                         return zone;
 767         }
 768
 769         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 770 }
 771
 772 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 773                 unsigned long nr_pages)
 774 {
 775         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 776                         nr_pages);
 777         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 778         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 779         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 780
 781         /*
 782          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 783          * overlap in the given range
 784          */
 785         if (in_kernel ^ in_movable)
 786                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 787
 788         /*
 789          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 790          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 791          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 792          */
 793         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 794 }
 795
 796 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 797                 unsigned long nr_pages)
 798 {
 799         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 800                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 801
 802         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 803                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 804
 805         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 806 }
 807
 808 /*
 809  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 810  * for the given online type.
 811  */
 812 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 813                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 814 {
 815         struct zone *zone;
 816
 817         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 818         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 819         return zone;
 820 }
 821
 822 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 823 {
 824         unsigned long flags;
 825         unsigned long onlined_pages = 0;
 826         struct zone *zone;
 827         int need_zonelists_rebuild = 0;
 828         int nid;
 829         int ret;
 830         struct memory_notify arg;
 831         struct memory_block *mem;
 832
 833         mem_hotplug_begin();
 834
 835         /*
 836          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 837          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 838          */
 839         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 840         nid = mem->nid;
 841         put_device(&mem->dev);
 842
 843         /* associate pfn range with the zone */
 844         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 845
 846         arg.start_pfn = pfn;
 847         arg.nr_pages = nr_pages;
 848         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 849
 850         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 851         ret = notifier_to_errno(ret);
 852         if (ret)
 853                 goto failed_addition;
 854
 855         /*
 856          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 857          * This means the page allocator ignores this zone.
 858          * So, zonelist must be updated after online.
 859          */
 860         if (!populated_zone(zone)) {
 861                 need_zonelists_rebuild = 1;
 862                 setup_zone_pageset(zone);
 863         }
 864
 865         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 866                 online_pages_range);
 867         if (ret) {
 868                 if (need_zonelists_rebuild)
 869                         zone_pcp_reset(zone);
 870                 goto failed_addition;
 871         }
 872
 873         zone->present_pages += onlined_pages;
 874
 875         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 876         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 877         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 878
 879         shuffle_zone(zone);
 880
 881         if (onlined_pages) {
 882                 node_states_set_node(nid, &arg);
 883                 if (need_zonelists_rebuild)
 884                         build_all_zonelists(NULL);
 885                 else
 886                         zone_pcp_update(zone);
 887         }
 888
 889         init_per_zone_wmark_min();
 890
 891         if (onlined_pages) {
 892                 kswapd_run(nid);
 893                 kcompactd_run(nid);
 894         }
 895
 896         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 897
 898         writeback_set_ratelimit();
 899
 900         if (onlined_pages)
 901                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 902         mem_hotplug_done();
 903         return 0;
 904
 905 failed_addition:
 906         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 907                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 908                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 909         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 910         mem_hotplug_done();
 911         return ret;
 912 }
 913 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 914
 915 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 916 {
 917         struct zone *z;
 918
 919         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 920                 z->present_pages = 0;
 921
 922         pgdat->node_present_pages = 0;
 923 }
 924
 925 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 926 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 927 {
 928         struct pglist_data *pgdat;
 929         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 930
 931         pgdat = NODE_DATA(nid);
 932         if (!pgdat) {
 933                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 934                 if (!pgdat)
 935                         return NULL;
 936
 937                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 938         } else {
 939                 /*
 940                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 941                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 942                  * when it starts in the near future.
 943                  */
 944                 pgdat->nr_zones = 0;
 945                 pgdat->kswapd_order = 0;
 946                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 947         }
 948
 949         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 950
 951         pgdat->node_id = nid;
 952         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 953
 954         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 955         free_area_init_core_hotplug(nid);
 956         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 957
 958         /*
 959          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 960          * to access not-initialized zonelist, build here.
 961          */
 962         build_all_zonelists(pgdat);
 963
 964         /*
 965          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 966          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 967          * online_pages() and offline_pages().
 968          */
 969         reset_node_managed_pages(pgdat);
 970         reset_node_present_pages(pgdat);
 971
 972         return pgdat;
 973 }
 974
 975 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 976 {
 977         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 978
 979         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 980         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 981         arch_free_nodedata(pgdat);
 982         return;
 983 }
 984
 985
 986 /**
 987  * try_online_node - online a node if offlined
 988  * @nid: the node ID
 989  * @start: start addr of the node
 990  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 991  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 992  *
 993  * Returns:
 994  * 1 -> a new node has been allocated
 995  * 0 -> the node is already online
 996  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 997  */
 998 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 999 {
1000         pg_data_t *pgdat;
1001         int ret = 1;
1002
1003         if (node_online(nid))
1004                 return 0;
1005
1006         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1007         if (!pgdat) {
1008                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1009                 ret = -ENOMEM;
1010                 goto out;
1011         }
1012
1013         if (set_node_online) {
1014                 node_set_online(nid);
1015                 ret = register_one_node(nid);
1016                 BUG_ON(ret);
1017         }
1018 out:
1019         return ret;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Users of this function always want to online/register the node
1024  */
1025 int try_online_node(int nid)
1026 {
1027         int ret;
1028
1029         mem_hotplug_begin();
1030         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1031         mem_hotplug_done();
1032         return ret;
1033 }
1034
1035 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1036 {
1037         /* memory range must be block size aligned */
1038         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1039             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1040                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1041                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1042                 return -EINVAL;
1043         }
1044
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1049 {
1050         return device_online(&mem->dev);
1051 }
1052
1053 /*
1054  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1055  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1056  *
1057  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1058  */
1059 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1060 {
1061         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1062         u64 start, size;
1063         bool new_node = false;
1064         int ret;
1065
1066         start = res->start;
1067         size = resource_size(res);
1068
1069         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1070         if (ret)
1071                 return ret;
1072
1073         mem_hotplug_begin();
1074
1075         /*
1076          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1077          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1078          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1079          * be removed at hot-remove time.
1080          */
1081         memblock_add_node(start, size, nid);
1082
1083         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1084         if (ret < 0)
1085                 goto error;
1086         new_node = ret;
1087
1088         /* call arch's memory hotadd */
1089         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1090         if (ret < 0)
1091                 goto error;
1092
1093         /* create memory block devices after memory was added */
1094         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1095         if (ret) {
1096                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1097                 goto error;
1098         }
1099
1100         if (new_node) {
1101                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1102                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1103                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1104                  * We online node here. We can't roll back from here.
1105                  */
1106                 node_set_online(nid);
1107                 ret = __register_one_node(nid);
1108                 BUG_ON(ret);
1109         }
1110
1111         /* link memory sections under this node.*/
1112         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1113         BUG_ON(ret);
1114
1115         /* create new memmap entry */
1116         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1117
1118         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1119         mem_hotplug_done();
1120
1121         /* online pages if requested */
1122         if (memhp_auto_online)
1123                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1124
1125         return ret;
1126 error:
1127         /* rollback pgdat allocation and others */
1128         if (new_node)
1129                 rollback_node_hotadd(nid);
1130         memblock_remove(start, size);
1131         mem_hotplug_done();
1132         return ret;
1133 }
1134
1135 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1136 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1137 {
1138         struct resource *res;
1139         int ret;
1140
1141         res = register_memory_resource(start, size);
1142         if (IS_ERR(res))
1143                 return PTR_ERR(res);
1144
1145         ret = add_memory_resource(nid, res);
1146         if (ret < 0)
1147                 release_memory_resource(res);
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1152 {
1153         int rc;
1154
1155         lock_device_hotplug();
1156         rc = __add_memory(nid, start, size);
1157         unlock_device_hotplug();
1158
1159         return rc;
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1162
1163 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1164 /*
1165  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1166  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1167  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1168  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1169  * be located at the start of the pageblock
1170  */
1171 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1172 {
1173         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1174 }
1175
1176 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1177 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1178 {
1179         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1180
1181         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1182         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1183
1184         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1185         if (pageblock_free(page)) {
1186                 int order;
1187                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1188                 order = page_order(page);
1189                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1190                         return pfn + (1 << order);
1191         }
1192
1193         return pfn + pageblock_nr_pages;
1194 }
1195
1196 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1197 {
1198         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1199         struct zone *zone;
1200
1201         /*
1202          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1203          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1204          * the zone but still within the section.
1205          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1206          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1207          */
1208         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1209                 return false;
1210
1211         zone = page_zone(page);
1212         pfn = page_to_pfn(page);
1213         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1214                 return false;
1215
1216         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1217 }
1218
1219 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1220 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1221 {
1222         unsigned long end_pfn, pfn;
1223
1224         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1225                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1226
1227         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1228         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1229                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1230                         return false;
1231                 cond_resched();
1232         }
1233
1234         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1235         return true;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1240  * When true, return its valid [start, end).
1241  */
1242 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1243                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1244 {
1245         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1246         unsigned long start, end;
1247         struct zone *zone = NULL;
1248         struct page *page;
1249         int i;
1250         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1251              pfn < end_pfn;
1252              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1253                 /* Make sure the memory section is present first */
1254                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1255                         continue;
1256                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1257                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1258                         i = 0;
1259                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1260                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1261                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1262                                 i++;
1263                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1264                                 continue;
1265                         /* Check if we got outside of the zone */
1266                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1267                                 return 0;
1268                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1269                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1270                                 return 0;
1271                         if (!zone)
1272                                 start = pfn + i;
1273                         zone = page_zone(page);
1274                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1275                 }
1276         }
1277
1278         if (zone) {
1279                 *valid_start = start;
1280                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1281                 return 1;
1282         } else {
1283                 return 0;
1284         }
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1289  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1290  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1291  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1292  */
1293 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1294 {
1295         unsigned long pfn;
1296
1297         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1298                 struct page *page, *head;
1299                 unsigned long skip;
1300
1301                 if (!pfn_valid(pfn))
1302                         continue;
1303                 page = pfn_to_page(pfn);
1304                 if (PageLRU(page))
1305                         return pfn;
1306                 if (__PageMovable(page))
1307                         return pfn;
1308
1309                 if (!PageHuge(page))
1310                         continue;
1311                 head = compound_head(page);
1312                 if (page_huge_active(head))
1313                         return pfn;
1314                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1315                 pfn += skip - 1;
1316         }
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1321 {
1322         int nid = page_to_nid(page);
1323         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1324
1325         /*
1326          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1327          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1328          * of the only existing node)
1329          */
1330         node_clear(nid, nmask);
1331         if (nodes_empty(nmask))
1332                 node_set(nid, nmask);
1333
1334         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1335 }
1336
1337 static int
1338 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1339 {
1340         unsigned long pfn;
1341         struct page *page;
1342         int ret = 0;
1343         LIST_HEAD(source);
1344
1345         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1346                 if (!pfn_valid(pfn))
1347                         continue;
1348                 page = pfn_to_page(pfn);
1349
1350                 if (PageHuge(page)) {
1351                         struct page *head = compound_head(page);
1352                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1353                         isolate_huge_page(head, &source);
1354                         continue;
1355                 } else if (PageTransHuge(page))
1356                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1357                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1358
1359                 /*
1360                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1361                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1362                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1363                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1364                  * the unmap as the catch all safety net).
1365                  */
1366                 if (PageHWPoison(page)) {
1367                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1368                                 isolate_lru_page(page);
1369                         if (page_mapped(page))
1370                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1371                         continue;
1372                 }
1373
1374                 if (!get_page_unless_zero(page))
1375                         continue;
1376                 /*
1377                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1378                  * LRU and non-lru movable pages.
1379                  */
1380                 if (PageLRU(page))
1381                         ret = isolate_lru_page(page);
1382                 else
1383                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1384                 if (!ret) { /* Success */
1385                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1386                         if (!__PageMovable(page))
1387                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1388                                                     page_is_file_cache(page));
1389
1390                 } else {
1391                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1392                         dump_page(page, "isolation failed");
1393                 }
1394                 put_page(page);
1395         }
1396         if (!list_empty(&source)) {
1397                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1398                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1399                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1400                 if (ret) {
1401                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1402                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1403                                        page_to_pfn(page), ret);
1404                                 dump_page(page, "migration failure");
1405                         }
1406                         putback_movable_pages(&source);
1407                 }
1408         }
1409
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 /*
1414  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1415  */
1416 static int
1417 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1418                         void *data)
1419 {
1420         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1421
1422         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1428  */
1429 static int
1430 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1431                         void *data)
1432 {
1433         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1434 }
1435
1436 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1437 {
1438 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1439         movable_node_enabled = true;
1440 #else
1441         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1442 #endif
1443         return 0;
1444 }
1445 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1446
1447 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1448 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1449                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1450 {
1451         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1452         unsigned long present_pages = 0;
1453         enum zone_type zt;
1454
1455         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1456         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1457         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1458
1459         /*
1460          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1461          * If the memory to be offline is within the range
1462          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1463          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1464          * thus we can determine that we need to clear the node from
1465          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1466          */
1467         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1468                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1469         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1470                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1471
1472 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1473         /*
1474          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1475          * have normal memory or high memory.
1476          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1477          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1478          * we determine that the zones in that range become empty,
1479          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1480          */
1481         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1482         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1483                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1484 #endif
1485
1486         /*
1487          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1488          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1489          * as well.
1490          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1491          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1492          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1493          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1494          * it for N_MEMORY as well.
1495          */
1496         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1497
1498         if (nr_pages >= present_pages)
1499                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1500 }
1501
1502 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1503 {
1504         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1505                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1506
1507         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1508                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1509
1510         if (arg->status_change_nid >= 0)
1511                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1512 }
1513
1514 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1515                   unsigned long end_pfn)
1516 {
1517         unsigned long pfn, nr_pages;
1518         unsigned long offlined_pages = 0;
1519         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1520         unsigned long flags;
1521         unsigned long valid_start, valid_end;
1522         struct zone *zone;
1523         struct memory_notify arg;
1524         char *reason;
1525
1526         mem_hotplug_begin();
1527
1528         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1529            we assume this for now. .*/
1530         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1531                                   &valid_end)) {
1532                 ret = -EINVAL;
1533                 reason = "multizone range";
1534                 goto failed_removal;
1535         }
1536
1537         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1538         node = zone_to_nid(zone);
1539         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1540
1541         /* set above range as isolated */
1542         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1543                                        MIGRATE_MOVABLE,
1544                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1545         if (ret < 0) {
1546                 reason = "failure to isolate range";
1547                 goto failed_removal;
1548         }
1549         nr_isolate_pageblock = ret;
1550
1551         arg.start_pfn = start_pfn;
1552         arg.nr_pages = nr_pages;
1553         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1554
1555         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1556         ret = notifier_to_errno(ret);
1557         if (ret) {
1558                 reason = "notifier failure";
1559                 goto failed_removal_isolated;
1560         }
1561
1562         do {
1563                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1564                         if (signal_pending(current)) {
1565                                 ret = -EINTR;
1566                                 reason = "signal backoff";
1567                                 goto failed_removal_isolated;
1568                         }
1569
1570                         cond_resched();
1571                         lru_add_drain_all();
1572
1573                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1574                         if (pfn) {
1575                                 /*
1576                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1577                                  * out
1578                                  */
1579                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1580                         }
1581                 }
1582
1583                 /*
1584                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1585                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1586                  * counting consistent.
1587                  */
1588                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1589                 if (ret) {
1590                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1591                         goto failed_removal_isolated;
1592                 }
1593                 /* check again */
1594                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1595                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1596         } while (ret);
1597
1598         /* Ok, all of our target is isolated.
1599            We cannot do rollback at this point. */
1600         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1601                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1602         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1603         /*
1604          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1605          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1606          * pageblocks zone counter here.
1607          */
1608         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1609         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1610         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1611
1612         /* removal success */
1613         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1614         zone->present_pages -= offlined_pages;
1615
1616         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1617         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1618         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1619
1620         init_per_zone_wmark_min();
1621
1622         if (!populated_zone(zone)) {
1623                 zone_pcp_reset(zone);
1624                 build_all_zonelists(NULL);
1625         } else
1626                 zone_pcp_update(zone);
1627
1628         node_states_clear_node(node, &arg);
1629         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1630                 kswapd_stop(node);
1631                 kcompactd_stop(node);
1632         }
1633
1634         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1635         writeback_set_ratelimit();
1636
1637         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1638         mem_hotplug_done();
1639         return 0;
1640
1641 failed_removal_isolated:
1642         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1643         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1644 failed_removal:
1645         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1646                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1647                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1648                  reason);
1649         /* pushback to free area */
1650         mem_hotplug_done();
1651         return ret;
1652 }
1653
1654 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1655 {
1656         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1657 }
1658
1659 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1660 {
1661         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1662
1663         if (unlikely(ret)) {
1664                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1665
1666                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1667                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1668                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1669                         &beginpa, &endpa);
1670
1671                 return -EBUSY;
1672         }
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1677 {
1678         int cpu;
1679
1680         for_each_present_cpu(cpu) {
1681                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1682                         /*
1683                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1684                          * offline this node.
1685                          */
1686                         return -EBUSY;
1687         }
1688
1689         return 0;
1690 }
1691
1692 /**
1693  * try_offline_node
1694  * @nid: the node ID
1695  *
1696  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1697  *
1698  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1699  * and online/offline operations before this call.
1700  */
1701 void try_offline_node(int nid)
1702 {
1703         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1704         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1705         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1706         unsigned long pfn;
1707
1708         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1709                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1710
1711                 if (!present_section_nr(section_nr))
1712                         continue;
1713
1714                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1715                         continue;
1716
1717                 /*
1718                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1719                  * can't offline node now.
1720                  */
1721                 return;
1722         }
1723
1724         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1725                 return;
1726
1727         /*
1728          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1729          * node now.
1730          */
1731         node_set_offline(nid);
1732         unregister_one_node(nid);
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1735
1736 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1737                                       resource_size_t size)
1738 {
1739         int ret;
1740
1741         /*
1742          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1743          * this function never fails. It might only fail if resources
1744          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1745          * removing of memory cannot fail.
1746          */
1747         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1748         if (ret) {
1749                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1750
1751                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1752                         &start, &endres, ret);
1753         }
1754 }
1755
1756 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1757 {
1758         int rc = 0;
1759
1760         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1761
1762         mem_hotplug_begin();
1763
1764         /*
1765          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1766          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1767          * if this is not the case.
1768          */
1769         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1770         if (rc)
1771                 goto done;
1772
1773         /* remove memmap entry */
1774         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1775         memblock_free(start, size);
1776         memblock_remove(start, size);
1777
1778         /* remove memory block devices before removing memory */
1779         remove_memory_block_devices(start, size);
1780
1781         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1782         __release_memory_resource(start, size);
1783
1784         try_offline_node(nid);
1785
1786 done:
1787         mem_hotplug_done();
1788         return rc;
1789 }
1790
1791 /**
1792  * remove_memory
1793  * @nid: the node ID
1794  * @start: physical address of the region to remove
1795  * @size: size of the region to remove
1796  *
1797  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1798  * and online/offline operations before this call, as required by
1799  * try_offline_node().
1800  */
1801 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1802 {
1803
1804         /*
1805          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1806          * function
1807          */
1808         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1809                 BUG();
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1814  * some memory is not offline
1815  */
1816 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1817 {
1818         int rc;
1819
1820         lock_device_hotplug();
1821         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1822         unlock_device_hotplug();
1823
1824         return rc;
1825 }
1826 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1827 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */