mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res, *conflict;
 103         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 104         if (!res)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         res->name = "System RAM";
 108         res->start = start;
 109         res->end = start + size - 1;
 110         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 111         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 112         if (conflict) {
 113                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 114                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 115                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 116                                  (unsigned long long)start);
 117                 }
 118                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 119                 kfree(res);
 120                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 121         }
 122         return res;
 123 }
 124
 125 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 126 {
 127         if (!res)
 128                 return;
 129         release_resource(res);
 130         kfree(res);
 131         return;
 132 }
 133
 134 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 135 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 136                       unsigned long type)
 137 {
 138         page->freelist = (void *)type;
 139         SetPagePrivate(page);
 140         set_page_private(page, info);
 141         page_ref_inc(page);
 142 }
 143
 144 void put_page_bootmem(struct page *page)
 145 {
 146         unsigned long type;
 147
 148         type = (unsigned long) page->freelist;
 149         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 150                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 151
 152         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 153                 page->freelist = NULL;
 154                 ClearPagePrivate(page);
 155                 set_page_private(page, 0);
 156                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 157                 free_reserved_page(page);
 158         }
 159 }
 160
 161 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 162 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 163 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 164 {
 165         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 166         struct mem_section *ms;
 167         struct page *page, *memmap;
 168
 169         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 170         ms = __nr_to_section(section_nr);
 171
 172         /* Get section's memmap address */
 173         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 174
 175         /*
 176          * Get page for the memmap's phys address
 177          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 178          */
 179         page = virt_to_page(memmap);
 180         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 181         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 182
 183         /* remember memmap's page */
 184         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 185                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 186
 187         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 188         page = virt_to_page(usemap);
 189
 190         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 191
 192         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 193                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 194
 195 }
 196 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 197 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 198 {
 199         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 200         struct mem_section *ms;
 201         struct page *page, *memmap;
 202
 203         if (!pfn_valid(start_pfn))
 204                 return;
 205
 206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 207         ms = __nr_to_section(section_nr);
 208
 209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 210
 211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 212
 213         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 214         page = virt_to_page(usemap);
 215
 216         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 217
 218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 220 }
 221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 222
 223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 224 {
 225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 226         int node = pgdat->node_id;
 227         struct page *page;
 228
 229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 230         page = virt_to_page(pgdat);
 231
 232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 234
 235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 237
 238         /* register section info */
 239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 240                 /*
 241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 244                  * reside in some other nodes.
 245                  */
 246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 248         }
 249 }
 250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 251
 252 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 253                 bool want_memblock)
 254 {
 255         int ret;
 256         int i;
 257
 258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 259                 return -EEXIST;
 260
 261         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
 262         if (ret < 0)
 263                 return ret;
 264
 265         /*
 266          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
 267          * initialized state.
 268          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
 269          * relies on having page with the proper node.
 270          */
 271         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
 272                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
 273                 struct page *page;
 274                 if (!pfn_valid(pfn))
 275                         continue;
 276
 277                 page = pfn_to_page(pfn);
 278                 set_page_node(page, nid);
 279                 SetPageReserved(page);
 280         }
 281
 282         if (!want_memblock)
 283                 return 0;
 284
 285         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 290  * expected that archs that support memory hotplug will
 291  * call this function after deciding the zone to which to
 292  * add the new pages.
 293  */
 294 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 295                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
 296 {
 297         unsigned long i;
 298         int err = 0;
 299         int start_sec, end_sec;
 300         struct vmem_altmap *altmap;
 301
 302         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 303         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 304         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 305
 306         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
 307         if (altmap) {
 308                 /*
 309                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 310                  */
 311                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 312                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 313                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 314                         err = -EINVAL;
 315                         goto out;
 316                 }
 317                 altmap->alloc = 0;
 318         }
 319
 320         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 321                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
 322
 323                 /*
 324                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 325                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 326                  * Warning will be printed if there is collision.
 327                  */
 328                 if (err && (err != -EEXIST))
 329                         break;
 330                 err = 0;
 331         }
 332         vmemmap_populate_print_last();
 333 out:
 334         return err;
 335 }
 336 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 337
 338 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 339 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 340 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 341                                      unsigned long start_pfn,
 342                                      unsigned long end_pfn)
 343 {
 344         struct mem_section *ms;
 345
 346         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 347                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 348
 349                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 350                         continue;
 351
 352                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 353                         continue;
 354
 355                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 356                         continue;
 357
 358                 return start_pfn;
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 365 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 366                                     unsigned long start_pfn,
 367                                     unsigned long end_pfn)
 368 {
 369         struct mem_section *ms;
 370         unsigned long pfn;
 371
 372         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 373         pfn = end_pfn - 1;
 374         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 375                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 376
 377                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 378                         continue;
 379
 380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 381                         continue;
 382
 383                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 384                         continue;
 385
 386                 return pfn;
 387         }
 388
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 393                              unsigned long end_pfn)
 394 {
 395         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 396         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 397         unsigned long zone_end_pfn = z;
 398         unsigned long pfn;
 399         struct mem_section *ms;
 400         int nid = zone_to_nid(zone);
 401
 402         zone_span_writelock(zone);
 403         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 404                 /*
 405                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 406                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 407                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 408                  * for shrinking zone.
 409                  */
 410                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 411                                                 zone_end_pfn);
 412                 if (pfn) {
 413                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 414                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 415                 }
 416         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 417                 /*
 418                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 419                  * shrink zone->spanned_pages.
 420                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 421                  * shrinking zone.
 422                  */
 423                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 424                                                start_pfn);
 425                 if (pfn)
 426                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 427         }
 428
 429         /*
 430          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 431          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 432          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 433          * it check the zone has only hole or not.
 434          */
 435         pfn = zone_start_pfn;
 436         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 437                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 438
 439                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 440                         continue;
 441
 442                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 443                         continue;
 444
 445                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 446                 if (start_pfn == pfn)
 447                         continue;
 448
 449                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 450                 zone_span_writeunlock(zone);
 451                 return;
 452         }
 453
 454         /* The zone has no valid section */
 455         zone->zone_start_pfn = 0;
 456         zone->spanned_pages = 0;
 457         zone_span_writeunlock(zone);
 458 }
 459
 460 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 461                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 462 {
 463         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 464         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 465         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 466         unsigned long pfn;
 467         struct mem_section *ms;
 468         int nid = pgdat->node_id;
 469
 470         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 471                 /*
 472                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 473                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 474                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 475                  * for shrinking zone.
 476                  */
 477                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 478                                                 pgdat_end_pfn);
 479                 if (pfn) {
 480                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 481                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 482                 }
 483         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 484                 /*
 485                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 486                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 487                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 488                  * shrinking zone.
 489                  */
 490                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 491                                                start_pfn);
 492                 if (pfn)
 493                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 498          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 499          * change the pgdat.
 500          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 501          * has only hole or not.
 502          */
 503         pfn = pgdat_start_pfn;
 504         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 505                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 506
 507                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 508                         continue;
 509
 510                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 511                         continue;
 512
 513                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 514                 if (start_pfn == pfn)
 515                         continue;
 516
 517                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 518                 return;
 519         }
 520
 521         /* The pgdat has no valid section */
 522         pgdat->node_start_pfn = 0;
 523         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 524 }
 525
 526 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 527 {
 528         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 529         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 530         unsigned long flags;
 531
 532         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 533         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 534         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 535         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 536 }
 537
 538 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 539                 unsigned long map_offset)
 540 {
 541         unsigned long start_pfn;
 542         int scn_nr;
 543         int ret = -EINVAL;
 544
 545         if (!valid_section(ms))
 546                 return ret;
 547
 548         ret = unregister_memory_section(ms);
 549         if (ret)
 550                 return ret;
 551
 552         scn_nr = __section_nr(ms);
 553         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 554         __remove_zone(zone, start_pfn);
 555
 556         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 /**
 561  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 562  * @zone: zone from which pages need to be removed
 563  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 564  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 565  *
 566  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 567  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 568  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 569  * calling offline_pages().
 570  */
 571 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 572                  unsigned long nr_pages)
 573 {
 574         unsigned long i;
 575         unsigned long map_offset = 0;
 576         int sections_to_remove, ret = 0;
 577
 578         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 579         if (is_dev_zone(zone)) {
 580                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
 581                 struct vmem_altmap *altmap;
 582
 583                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
 584                 if (altmap)
 585                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 586         } else {
 587                 resource_size_t start, size;
 588
 589                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 590                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 591
 592                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 593                                         size);
 594                 if (ret) {
 595                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 596
 597                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 598                                         &start, &endres, ret);
 599                 }
 600         }
 601
 602         clear_zone_contiguous(zone);
 603
 604         /*
 605          * We can only remove entire sections
 606          */
 607         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 608         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 609
 610         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 611         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 612                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 613
 614                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
 615                 map_offset = 0;
 616                 if (ret)
 617                         break;
 618         }
 619
 620         set_zone_contiguous(zone);
 621
 622         return ret;
 623 }
 624 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 625
 626 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 627 {
 628         int rc = -EINVAL;
 629
 630         get_online_mems();
 631         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 632
 633         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 634                 online_page_callback = callback;
 635                 rc = 0;
 636         }
 637
 638         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 639         put_online_mems();
 640
 641         return rc;
 642 }
 643 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 644
 645 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 646 {
 647         int rc = -EINVAL;
 648
 649         get_online_mems();
 650         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 651
 652         if (online_page_callback == callback) {
 653                 online_page_callback = generic_online_page;
 654                 rc = 0;
 655         }
 656
 657         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 658         put_online_mems();
 659
 660         return rc;
 661 }
 662 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 663
 664 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 665 {
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 668
 669 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 670 {
 671         adjust_managed_page_count(page, 1);
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 674
 675 void __online_page_free(struct page *page)
 676 {
 677         __free_reserved_page(page);
 678 }
 679 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 680
 681 static void generic_online_page(struct page *page)
 682 {
 683         __online_page_set_limits(page);
 684         __online_page_increment_counters(page);
 685         __online_page_free(page);
 686 }
 687
 688 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 689                         void *arg)
 690 {
 691         unsigned long i;
 692         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 693         struct page *page;
 694
 695         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 696                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 697                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 698                         (*online_page_callback)(page);
 699                         onlined_pages++;
 700                 }
 701
 702         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 703
 704         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 705         return 0;
 706 }
 707
 708 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 709 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 710         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 711 {
 712         int nid = zone_to_nid(zone);
 713         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 714
 715         /*
 716          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 717          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 718          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 719          *
 720          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 721          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 722          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 723          */
 724         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 725                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 726
 727         /*
 728          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 729          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 730          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 731          * the memory is online.
 732          */
 733         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 734                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 735         else
 736                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 737
 738 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 739         /*
 740          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 741          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 742          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 743          *
 744          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 745          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 746          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 747          */
 748         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 749         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 750                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 751
 752         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 753                 arg->status_change_nid_high = nid;
 754         else
 755                 arg->status_change_nid_high = -1;
 756 #else
 757         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 758 #endif
 759
 760         /*
 761          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 762          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 763          * is online.
 764          */
 765         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 766                 arg->status_change_nid = nid;
 767         else
 768                 arg->status_change_nid = -1;
 769 }
 770
 771 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 772 {
 773         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 774                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 775
 776         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 777                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 778
 779         node_set_state(node, N_MEMORY);
 780 }
 781
 782 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 783                 unsigned long nr_pages)
 784 {
 785         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 786
 787         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 788                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 789
 790         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 791 }
 792
 793 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 794                                      unsigned long nr_pages)
 795 {
 796         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 797
 798         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 799                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 800
 801         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 802 }
 803
 804 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
 805                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 806 {
 807         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 808         int nid = pgdat->node_id;
 809         unsigned long flags;
 810
 811         if (zone_is_empty(zone))
 812                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 813
 814         clear_zone_contiguous(zone);
 815
 816         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 817         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 818         zone_span_writelock(zone);
 819         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 820         zone_span_writeunlock(zone);
 821         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 822         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 823
 824         /*
 825          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 826          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 827          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 828          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 829          */
 830         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 831
 832         set_zone_contiguous(zone);
 833 }
 834
 835 /*
 836  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 837  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 838  * to the ZONE_NORMAL.
 839  */
 840 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 841                 unsigned long nr_pages)
 842 {
 843         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 844         int zid;
 845
 846         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 847                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 848
 849                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 850                         return zone;
 851         }
 852
 853         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 854 }
 855
 856 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 857                 unsigned long nr_pages)
 858 {
 859         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 860                         nr_pages);
 861         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 862         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 863         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 864
 865         /*
 866          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 867          * overlap in the given range
 868          */
 869         if (in_kernel ^ in_movable)
 870                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 871
 872         /*
 873          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 874          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 875          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 876          */
 877         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 878 }
 879
 880 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 881                 unsigned long nr_pages)
 882 {
 883         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 884                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 885
 886         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 887                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 888
 889         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 890 }
 891
 892 /*
 893  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 894  * for the given online type.
 895  */
 896 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 897                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 898 {
 899         struct zone *zone;
 900
 901         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 902         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 903         return zone;
 904 }
 905
 906 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 907 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 908 {
 909         unsigned long flags;
 910         unsigned long onlined_pages = 0;
 911         struct zone *zone;
 912         int need_zonelists_rebuild = 0;
 913         int nid;
 914         int ret;
 915         struct memory_notify arg;
 916
 917         nid = pfn_to_nid(pfn);
 918         /* associate pfn range with the zone */
 919         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 920
 921         arg.start_pfn = pfn;
 922         arg.nr_pages = nr_pages;
 923         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 924
 925         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 926         ret = notifier_to_errno(ret);
 927         if (ret)
 928                 goto failed_addition;
 929
 930         /*
 931          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 932          * This means the page allocator ignores this zone.
 933          * So, zonelist must be updated after online.
 934          */
 935         if (!populated_zone(zone)) {
 936                 need_zonelists_rebuild = 1;
 937                 setup_zone_pageset(zone);
 938         }
 939
 940         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 941                 online_pages_range);
 942         if (ret) {
 943                 if (need_zonelists_rebuild)
 944                         zone_pcp_reset(zone);
 945                 goto failed_addition;
 946         }
 947
 948         zone->present_pages += onlined_pages;
 949
 950         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 951         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 952         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 953
 954         if (onlined_pages) {
 955                 node_states_set_node(nid, &arg);
 956                 if (need_zonelists_rebuild)
 957                         build_all_zonelists(NULL);
 958                 else
 959                         zone_pcp_update(zone);
 960         }
 961
 962         init_per_zone_wmark_min();
 963
 964         if (onlined_pages) {
 965                 kswapd_run(nid);
 966                 kcompactd_run(nid);
 967         }
 968
 969         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 970
 971         writeback_set_ratelimit();
 972
 973         if (onlined_pages)
 974                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 975         return 0;
 976
 977 failed_addition:
 978         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 979                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 980                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 981         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 982         return ret;
 983 }
 984 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 985
 986 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 987 {
 988         struct zone *z;
 989
 990         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 991                 z->present_pages = 0;
 992
 993         pgdat->node_present_pages = 0;
 994 }
 995
 996 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 997 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 998 {
 999         struct pglist_data *pgdat;
1000         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1001         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1002         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1003
1004         pgdat = NODE_DATA(nid);
1005         if (!pgdat) {
1006                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1007                 if (!pgdat)
1008                         return NULL;
1009
1010                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1011         } else {
1012                 /*
1013                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1014                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1015                  * when it starts in the near future.
1016                  */
1017                 pgdat->nr_zones = 0;
1018                 pgdat->kswapd_order = 0;
1019                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1020         }
1021
1022         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1023
1024         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1025         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1026         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1027
1028         /*
1029          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1030          * to access not-initialized zonelist, build here.
1031          */
1032         build_all_zonelists(pgdat);
1033
1034         /*
1035          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1036          * free_area_init_core(), which will cause
1037          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1038          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1039          */
1040         reset_node_managed_pages(pgdat);
1041
1042         /*
1043          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1044          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1045          * online_pages() and offline_pages().
1046          */
1047         reset_node_present_pages(pgdat);
1048
1049         return pgdat;
1050 }
1051
1052 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1053 {
1054         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1055         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1056         arch_free_nodedata(pgdat);
1057         return;
1058 }
1059
1060
1061 /**
1062  * try_online_node - online a node if offlined
1063  *
1064  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1065  */
1066 int try_online_node(int nid)
1067 {
1068         pg_data_t       *pgdat;
1069         int     ret;
1070
1071         if (node_online(nid))
1072                 return 0;
1073
1074         mem_hotplug_begin();
1075         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1076         if (!pgdat) {
1077                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1078                 ret = -ENOMEM;
1079                 goto out;
1080         }
1081         node_set_online(nid);
1082         ret = register_one_node(nid);
1083         BUG_ON(ret);
1084 out:
1085         mem_hotplug_done();
1086         return ret;
1087 }
1088
1089 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1090 {
1091         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1092         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1093
1094         /* Memory range must be aligned with section */
1095         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1096             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1097                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1098                                 (unsigned long long)start,
1099                                 (unsigned long long)size);
1100                 return -EINVAL;
1101         }
1102
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1107 {
1108         return device_online(&mem->dev);
1109 }
1110
1111 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1112 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1113 {
1114         u64 start, size;
1115         pg_data_t *pgdat = NULL;
1116         bool new_pgdat;
1117         bool new_node;
1118         int ret;
1119
1120         start = res->start;
1121         size = resource_size(res);
1122
1123         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1124         if (ret)
1125                 return ret;
1126
1127         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1128                 void *p = NODE_DATA(nid);
1129                 new_pgdat = !p;
1130         }
1131
1132         mem_hotplug_begin();
1133
1134         /*
1135          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1136          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1137          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1138          * be removed at hot-remove time.
1139          */
1140         memblock_add_node(start, size, nid);
1141
1142         new_node = !node_online(nid);
1143         if (new_node) {
1144                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1145                 ret = -ENOMEM;
1146                 if (!pgdat)
1147                         goto error;
1148         }
1149
1150         /* call arch's memory hotadd */
1151         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1152
1153         if (ret < 0)
1154                 goto error;
1155
1156         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1157         node_set_online(nid);
1158
1159         if (new_node) {
1160                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1161                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1162
1163                 ret = __register_one_node(nid);
1164                 if (ret)
1165                         goto register_fail;
1166
1167                 /*
1168                  * link memory sections under this node. This is already
1169                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1170                  * but that depends to have the node registered so offline
1171                  * nodes have to go through register_node.
1172                  * TODO clean up this mess.
1173                  */
1174                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1175 register_fail:
1176                 /*
1177                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1178                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1179                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1180                  */
1181                 BUG_ON(ret);
1182         }
1183
1184         /* create new memmap entry */
1185         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1186
1187         /* online pages if requested */
1188         if (online)
1189                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1190                                   NULL, online_memory_block);
1191
1192         goto out;
1193
1194 error:
1195         /* rollback pgdat allocation and others */
1196         if (new_pgdat && pgdat)
1197                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1198         memblock_remove(start, size);
1199
1200 out:
1201         mem_hotplug_done();
1202         return ret;
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1205
1206 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1207 {
1208         struct resource *res;
1209         int ret;
1210
1211         res = register_memory_resource(start, size);
1212         if (IS_ERR(res))
1213                 return PTR_ERR(res);
1214
1215         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1216         if (ret < 0)
1217                 release_memory_resource(res);
1218         return ret;
1219 }
1220 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1221
1222 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1223 /*
1224  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1225  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1226  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1227  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1228  * be located at the start of the pageblock
1229  */
1230 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1231 {
1232         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1233 }
1234
1235 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1236 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1237 {
1238         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1239         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1240
1241         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1242         if (pageblock_free(page)) {
1243                 int order;
1244                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1245                 order = page_order(page);
1246                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1247                         return page + (1 << order);
1248         }
1249
1250         return page + pageblock_nr_pages;
1251 }
1252
1253 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1254 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1255 {
1256         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1257         struct page *end_page = page + nr_pages;
1258
1259         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1260         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1261                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1262                         return false;
1263                 cond_resched();
1264         }
1265
1266         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1267         return true;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1272  * When true, return its valid [start, end).
1273  */
1274 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1275                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1276 {
1277         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1278         unsigned long start, end;
1279         struct zone *zone = NULL;
1280         struct page *page;
1281         int i;
1282         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1283              pfn < end_pfn;
1284              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1285                 /* Make sure the memory section is present first */
1286                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1287                         continue;
1288                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1289                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1290                         i = 0;
1291                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1292                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1293                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1294                                 i++;
1295                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1296                                 continue;
1297                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1298                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1299                                 return 0;
1300                         if (!zone)
1301                                 start = pfn + i;
1302                         zone = page_zone(page);
1303                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1304                 }
1305         }
1306
1307         if (zone) {
1308                 *valid_start = start;
1309                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1310                 return 1;
1311         } else {
1312                 return 0;
1313         }
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1318  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1319  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1320  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1321  */
1322 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1323 {
1324         unsigned long pfn;
1325         struct page *page;
1326         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1327                 if (pfn_valid(pfn)) {
1328                         page = pfn_to_page(pfn);
1329                         if (PageLRU(page))
1330                                 return pfn;
1331                         if (__PageMovable(page))
1332                                 return pfn;
1333                         if (PageHuge(page)) {
1334                                 if (page_huge_active(page))
1335                                         return pfn;
1336                                 else
1337                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1338                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1339                         }
1340                 }
1341         }
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1346                 int **result)
1347 {
1348         int nid = page_to_nid(page);
1349         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1350
1351         /*
1352          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1353          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1354          * of the only existing node)
1355          */
1356         node_clear(nid, nmask);
1357         if (nodes_empty(nmask))
1358                 node_set(nid, nmask);
1359
1360         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1361 }
1362
1363 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1364 static int
1365 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1366 {
1367         unsigned long pfn;
1368         struct page *page;
1369         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1370         int not_managed = 0;
1371         int ret = 0;
1372         LIST_HEAD(source);
1373
1374         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1375                 if (!pfn_valid(pfn))
1376                         continue;
1377                 page = pfn_to_page(pfn);
1378
1379                 if (PageHuge(page)) {
1380                         struct page *head = compound_head(page);
1381                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1382                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1383                                 ret = -EBUSY;
1384                                 break;
1385                         }
1386                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1387                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1388                         continue;
1389                 } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1390                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1391                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1392
1393                 if (!get_page_unless_zero(page))
1394                         continue;
1395                 /*
1396                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1397                  * LRU and non-lru movable pages.
1398                  */
1399                 if (PageLRU(page))
1400                         ret = isolate_lru_page(page);
1401                 else
1402                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1403                 if (!ret) { /* Success */
1404                         put_page(page);
1405                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1406                         move_pages--;
1407                         if (!__PageMovable(page))
1408                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1409                                                     page_is_file_cache(page));
1410
1411                 } else {
1412 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1413                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1414                         dump_page(page, "isolation failed");
1415 #endif
1416                         put_page(page);
1417                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1418                            check this again here. */
1419                         if (page_count(page)) {
1420                                 not_managed++;
1421                                 ret = -EBUSY;
1422                                 break;
1423                         }
1424                 }
1425         }
1426         if (!list_empty(&source)) {
1427                 if (not_managed) {
1428                         putback_movable_pages(&source);
1429                         goto out;
1430                 }
1431
1432                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1433                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1434                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1435                 if (ret)
1436                         putback_movable_pages(&source);
1437         }
1438 out:
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1444  */
1445 static int
1446 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1447                         void *data)
1448 {
1449         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1450         return 0;
1451 }
1452
1453 static void
1454 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1455 {
1456         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1457                                 offline_isolated_pages_cb);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1462  */
1463 static int
1464 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1465                         void *data)
1466 {
1467         int ret;
1468         long offlined = *(long *)data;
1469         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1470         offlined = nr_pages;
1471         if (!ret)
1472                 *(long *)data += offlined;
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static long
1477 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1478 {
1479         long offlined = 0;
1480         int ret;
1481
1482         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1483                         check_pages_isolated_cb);
1484         if (ret < 0)
1485                 offlined = (long)ret;
1486         return offlined;
1487 }
1488
1489 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1490 {
1491 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1492         movable_node_enabled = true;
1493 #else
1494         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1495 #endif
1496         return 0;
1497 }
1498 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1499
1500 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1501 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1502                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1503 {
1504         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1505         unsigned long present_pages = 0;
1506         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1507
1508         /*
1509          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1510          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1511          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1512          *
1513          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1514          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1515          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1516          */
1517         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1518                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1519
1520         /*
1521          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1522          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1523          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1524          * become empty after offline , thus we can determind we will
1525          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1526          */
1527         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1528                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1529         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1530                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1531         else
1532                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1533
1534 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1535         /*
1536          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1537          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1538          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1539          *
1540          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1541          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1542          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1543          */
1544         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1545         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1546                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1547
1548         for (; zt <= zone_last; zt++)
1549                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1550         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1551                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1552         else
1553                 arg->status_change_nid_high = -1;
1554 #else
1555         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1556 #endif
1557
1558         /*
1559          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1560          */
1561         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1562
1563         /*
1564          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1565          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1566          * we can determind we will need to clear the node from
1567          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1568          */
1569         for (; zt <= zone_last; zt++)
1570                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1571         if (nr_pages >= present_pages)
1572                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1573         else
1574                 arg->status_change_nid = -1;
1575 }
1576
1577 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1578 {
1579         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1580                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1581
1582         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1583             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1584                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1585
1586         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1587             (arg->status_change_nid >= 0))
1588                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1589 }
1590
1591 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1592                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1593 {
1594         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1595         long offlined_pages;
1596         int ret, drain, retry_max, node;
1597         unsigned long flags;
1598         unsigned long valid_start, valid_end;
1599         struct zone *zone;
1600         struct memory_notify arg;
1601
1602         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1603         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1604                 return -EINVAL;
1605         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1606                 return -EINVAL;
1607         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1608            we assume this for now. .*/
1609         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1610                 return -EINVAL;
1611
1612         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1613         node = zone_to_nid(zone);
1614         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1615
1616         /* set above range as isolated */
1617         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1618                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1619         if (ret)
1620                 return ret;
1621
1622         arg.start_pfn = start_pfn;
1623         arg.nr_pages = nr_pages;
1624         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1625
1626         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1627         ret = notifier_to_errno(ret);
1628         if (ret)
1629                 goto failed_removal;
1630
1631         pfn = start_pfn;
1632         expire = jiffies + timeout;
1633         drain = 0;
1634         retry_max = 5;
1635 repeat:
1636         /* start memory hot removal */
1637         ret = -EAGAIN;
1638         if (time_after(jiffies, expire))
1639                 goto failed_removal;
1640         ret = -EINTR;
1641         if (signal_pending(current))
1642                 goto failed_removal;
1643         ret = 0;
1644         if (drain) {
1645                 lru_add_drain_all_cpuslocked();
1646                 cond_resched();
1647                 drain_all_pages(zone);
1648         }
1649
1650         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1651         if (pfn) { /* We have movable pages */
1652                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1653                 if (!ret) {
1654                         drain = 1;
1655                         goto repeat;
1656                 } else {
1657                         if (ret < 0)
1658                                 if (--retry_max == 0)
1659                                         goto failed_removal;
1660                         yield();
1661                         drain = 1;
1662                         goto repeat;
1663                 }
1664         }
1665         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1666         lru_add_drain_all_cpuslocked();
1667         yield();
1668         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1669         drain_all_pages(zone);
1670         /*
1671          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1672          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1673          */
1674         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1675         if (ret)
1676                 goto failed_removal;
1677         /* check again */
1678         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1679         if (offlined_pages < 0) {
1680                 ret = -EBUSY;
1681                 goto failed_removal;
1682         }
1683         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1684         /* Ok, all of our target is isolated.
1685            We cannot do rollback at this point. */
1686         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1687         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1688         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1689         /* removal success */
1690         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1691         zone->present_pages -= offlined_pages;
1692
1693         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1694         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1695         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1696
1697         init_per_zone_wmark_min();
1698
1699         if (!populated_zone(zone)) {
1700                 zone_pcp_reset(zone);
1701                 build_all_zonelists(NULL);
1702         } else
1703                 zone_pcp_update(zone);
1704
1705         node_states_clear_node(node, &arg);
1706         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1707                 kswapd_stop(node);
1708                 kcompactd_stop(node);
1709         }
1710
1711         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1712         writeback_set_ratelimit();
1713
1714         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1715         return 0;
1716
1717 failed_removal:
1718         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1719                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1720                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1721         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1722         /* pushback to free area */
1723         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1724         return ret;
1725 }
1726
1727 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1728 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1729 {
1730         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1731 }
1732 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1733
1734 /**
1735  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1736  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1737  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1738  * @arg: argument passed to func
1739  * @func: callback for each memory section walked
1740  *
1741  * This function walks through all present mem sections in range
1742  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1743  *
1744  * Returns the return value of func.
1745  */
1746 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1747                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1748 {
1749         struct memory_block *mem = NULL;
1750         struct mem_section *section;
1751         unsigned long pfn, section_nr;
1752         int ret;
1753
1754         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1755                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1756                 if (!present_section_nr(section_nr))
1757                         continue;
1758
1759                 section = __nr_to_section(section_nr);
1760                 /* same memblock? */
1761                 if (mem)
1762                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1763                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1764                                 continue;
1765
1766                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1767                 if (!mem)
1768                         continue;
1769
1770                 ret = func(mem, arg);
1771                 if (ret) {
1772                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1773                         return ret;
1774                 }
1775         }
1776
1777         if (mem)
1778                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1779
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1784 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1785 {
1786         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1787
1788         if (unlikely(ret)) {
1789                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1790
1791                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1792                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1793                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1794                         &beginpa, &endpa);
1795         }
1796
1797         return ret;
1798 }
1799
1800 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1801 {
1802         int cpu;
1803
1804         for_each_present_cpu(cpu) {
1805                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1806                         /*
1807                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1808                          * offline this node.
1809                          */
1810                         return -EBUSY;
1811         }
1812
1813         return 0;
1814 }
1815
1816 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1817 {
1818 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1819         int cpu;
1820
1821         for_each_possible_cpu(cpu)
1822                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1823                         numa_clear_node(cpu);
1824 #endif
1825 }
1826
1827 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1828 {
1829         int ret;
1830
1831         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1832         if (ret)
1833                 return ret;
1834
1835         /*
1836          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1837          * the cpu_to_node() now.
1838          */
1839
1840         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 /**
1845  * try_offline_node
1846  *
1847  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1848  *
1849  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1850  * and online/offline operations before this call.
1851  */
1852 void try_offline_node(int nid)
1853 {
1854         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1855         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1856         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1857         unsigned long pfn;
1858
1859         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1860                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1861
1862                 if (!present_section_nr(section_nr))
1863                         continue;
1864
1865                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1866                         continue;
1867
1868                 /*
1869                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1870                  * can't offline node now.
1871                  */
1872                 return;
1873         }
1874
1875         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1876                 return;
1877
1878         /*
1879          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1880          * node now.
1881          */
1882         node_set_offline(nid);
1883         unregister_one_node(nid);
1884 }
1885 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1886
1887 /**
1888  * remove_memory
1889  *
1890  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1891  * and online/offline operations before this call, as required by
1892  * try_offline_node().
1893  */
1894 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1895 {
1896         int ret;
1897
1898         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1899
1900         mem_hotplug_begin();
1901
1902         /*
1903          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1904          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1905          * if this is not the case.
1906          */
1907         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1908                                 check_memblock_offlined_cb);
1909         if (ret)
1910                 BUG();
1911
1912         /* remove memmap entry */
1913         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1914         memblock_free(start, size);
1915         memblock_remove(start, size);
1916
1917         arch_remove_memory(start, size);
1918
1919         try_offline_node(nid);
1920
1921         mem_hotplug_done();
1922 }
1923 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1924 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */