mm/memory_hotplug.c

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