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 #include <linux/rmap.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, unsigned int order);
  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 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 100
 101 /* add this memory to iomem resource */
 102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 103 {
 104         struct resource *res;
 105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 106         char *resource_name = "System RAM";
 107
 108         if (start + size > max_mem_size)
 109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 110
 111         /*
 112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 113          * a child of an existing resource that was present but
 114          * not marked as busy.
 115          */
 116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 117                                resource_name, flags);
 118
 119         if (!res) {
 120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 121                                 start, start + size);
 122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 123         }
 124         return res;
 125 }
 126
 127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 128 {
 129         if (!res)
 130                 return;
 131         release_resource(res);
 132         kfree(res);
 133         return;
 134 }
 135
 136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 137 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 138                       unsigned long type)
 139 {
 140         page->freelist = (void *)type;
 141         SetPagePrivate(page);
 142         set_page_private(page, info);
 143         page_ref_inc(page);
 144 }
 145
 146 void put_page_bootmem(struct page *page)
 147 {
 148         unsigned long type;
 149
 150         type = (unsigned long) page->freelist;
 151         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 152                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 153
 154         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 155                 page->freelist = NULL;
 156                 ClearPagePrivate(page);
 157                 set_page_private(page, 0);
 158                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 159                 free_reserved_page(page);
 160         }
 161 }
 162
 163 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 165 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 166 {
 167         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 168         struct mem_section *ms;
 169         struct page *page, *memmap;
 170
 171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 172         ms = __nr_to_section(section_nr);
 173
 174         /* Get section's memmap address */
 175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 176
 177         /*
 178          * Get page for the memmap's phys address
 179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 180          */
 181         page = virt_to_page(memmap);
 182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 184
 185         /* remember memmap's page */
 186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 188
 189         usemap = ms->pageblock_flags;
 190         page = virt_to_page(usemap);
 191
 192         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 193
 194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 196
 197 }
 198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 200 {
 201         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 202         struct mem_section *ms;
 203         struct page *page, *memmap;
 204
 205         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 206         ms = __nr_to_section(section_nr);
 207
 208         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 209
 210         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 211
 212         usemap = ms->pageblock_flags;
 213         page = virt_to_page(usemap);
 214
 215         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 216
 217         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 218                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 219 }
 220 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 221
 222 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 223 {
 224         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 225         int node = pgdat->node_id;
 226         struct page *page;
 227
 228         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 229         page = virt_to_page(pgdat);
 230
 231         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 232                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 233
 234         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 235         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 236
 237         /* register section info */
 238         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 239                 /*
 240                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 241                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 242                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 243                  * reside in some other nodes.
 244                  */
 245                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 246                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 247         }
 248 }
 249 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 250
 251 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 252                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 253 {
 254         int ret;
 255
 256         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 257                 return -EEXIST;
 258
 259         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
 260         if (ret < 0)
 261                 return ret;
 262
 263         if (!want_memblock)
 264                 return 0;
 265
 266         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 271  * expected that archs that support memory hotplug will
 272  * call this function after deciding the zone to which to
 273  * add the new pages.
 274  */
 275 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 276                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 277                 bool want_memblock)
 278 {
 279         unsigned long i;
 280         int err = 0;
 281         int start_sec, end_sec;
 282
 283         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 284         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 285         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 286
 287         if (altmap) {
 288                 /*
 289                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 290                  */
 291                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 292                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 293                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 294                         err = -EINVAL;
 295                         goto out;
 296                 }
 297                 altmap->alloc = 0;
 298         }
 299
 300         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 301                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 302                                 want_memblock);
 303
 304                 /*
 305                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 306                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 307                  * Warning will be printed if there is collision.
 308                  */
 309                 if (err && (err != -EEXIST))
 310                         break;
 311                 err = 0;
 312                 cond_resched();
 313         }
 314         vmemmap_populate_print_last();
 315 out:
 316         return err;
 317 }
 318
 319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 320 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 321 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 322                                      unsigned long start_pfn,
 323                                      unsigned long end_pfn)
 324 {
 325         struct mem_section *ms;
 326
 327         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 328                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 329
 330                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 331                         continue;
 332
 333                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 334                         continue;
 335
 336                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 337                         continue;
 338
 339                 return start_pfn;
 340         }
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 346 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 347                                     unsigned long start_pfn,
 348                                     unsigned long end_pfn)
 349 {
 350         struct mem_section *ms;
 351         unsigned long pfn;
 352
 353         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 354         pfn = end_pfn - 1;
 355         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 356                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 357
 358                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 359                         continue;
 360
 361                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 362                         continue;
 363
 364                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 365                         continue;
 366
 367                 return pfn;
 368         }
 369
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 374                              unsigned long end_pfn)
 375 {
 376         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 377         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 378         unsigned long zone_end_pfn = z;
 379         unsigned long pfn;
 380         struct mem_section *ms;
 381         int nid = zone_to_nid(zone);
 382
 383         zone_span_writelock(zone);
 384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 385                 /*
 386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 389                  * for shrinking zone.
 390                  */
 391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 392                                                 zone_end_pfn);
 393                 if (pfn) {
 394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 396                 }
 397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 402                  * shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 405                                                start_pfn);
 406                 if (pfn)
 407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 408         }
 409
 410         /*
 411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 414          * it check the zone has only hole or not.
 415          */
 416         pfn = zone_start_pfn;
 417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 418                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 419
 420                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 421                         continue;
 422
 423                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 424                         continue;
 425
 426                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 427                 if (start_pfn == pfn)
 428                         continue;
 429
 430                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 431                 zone_span_writeunlock(zone);
 432                 return;
 433         }
 434
 435         /* The zone has no valid section */
 436         zone->zone_start_pfn = 0;
 437         zone->spanned_pages = 0;
 438         zone_span_writeunlock(zone);
 439 }
 440
 441 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 442                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 443 {
 444         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 445         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 446         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 447         unsigned long pfn;
 448         struct mem_section *ms;
 449         int nid = pgdat->node_id;
 450
 451         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 452                 /*
 453                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 454                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 455                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 456                  * for shrinking zone.
 457                  */
 458                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 459                                                 pgdat_end_pfn);
 460                 if (pfn) {
 461                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 462                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 463                 }
 464         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 465                 /*
 466                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 467                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 468                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 469                  * shrinking zone.
 470                  */
 471                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 472                                                start_pfn);
 473                 if (pfn)
 474                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 475         }
 476
 477         /*
 478          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 479          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 480          * change the pgdat.
 481          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 482          * has only hole or not.
 483          */
 484         pfn = pgdat_start_pfn;
 485         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 486                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 487
 488                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 489                         continue;
 490
 491                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 492                         continue;
 493
 494                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 495                 if (start_pfn == pfn)
 496                         continue;
 497
 498                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 499                 return;
 500         }
 501
 502         /* The pgdat has no valid section */
 503         pgdat->node_start_pfn = 0;
 504         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 505 }
 506
 507 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 508 {
 509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 510         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 511         unsigned long flags;
 512
 513         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 514         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 515         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 516         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 517 }
 518
 519 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 520                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 521 {
 522         unsigned long start_pfn;
 523         int scn_nr;
 524         int ret = -EINVAL;
 525
 526         if (!valid_section(ms))
 527                 return ret;
 528
 529         ret = unregister_memory_section(ms);
 530         if (ret)
 531                 return ret;
 532
 533         scn_nr = __section_nr(ms);
 534         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 535         __remove_zone(zone, start_pfn);
 536
 537         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 /**
 542  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 543  * @zone: zone from which pages need to be removed
 544  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 545  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 546  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 547  *
 548  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 549  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 550  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 551  * calling offline_pages().
 552  */
 553 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 554                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 555 {
 556         unsigned long i;
 557         unsigned long map_offset = 0;
 558         int sections_to_remove, ret = 0;
 559
 560         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 561         if (is_dev_zone(zone)) {
 562                 if (altmap)
 563                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 564         } else {
 565                 resource_size_t start, size;
 566
 567                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 568                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 569
 570                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 571                                         size);
 572                 if (ret) {
 573                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 574
 575                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 576                                         &start, &endres, ret);
 577                 }
 578         }
 579
 580         clear_zone_contiguous(zone);
 581
 582         /*
 583          * We can only remove entire sections
 584          */
 585         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 586         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 587
 588         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 589         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 590                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 591
 592                 cond_resched();
 593                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 594                                 altmap);
 595                 map_offset = 0;
 596                 if (ret)
 597                         break;
 598         }
 599
 600         set_zone_contiguous(zone);
 601
 602         return ret;
 603 }
 604 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 605
 606 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 607 {
 608         int rc = -EINVAL;
 609
 610         get_online_mems();
 611         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 612
 613         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 614                 online_page_callback = callback;
 615                 rc = 0;
 616         }
 617
 618         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 619         put_online_mems();
 620
 621         return rc;
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 624
 625 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 626 {
 627         int rc = -EINVAL;
 628
 629         get_online_mems();
 630         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 631
 632         if (online_page_callback == callback) {
 633                 online_page_callback = generic_online_page;
 634                 rc = 0;
 635         }
 636
 637         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 638         put_online_mems();
 639
 640         return rc;
 641 }
 642 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 643
 644 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 645 {
 646 }
 647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 648
 649 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 650 {
 651         adjust_managed_page_count(page, 1);
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 654
 655 void __online_page_free(struct page *page)
 656 {
 657         __free_reserved_page(page);
 658 }
 659 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 660
 661 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 662 {
 663         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 664         __free_pages_core(page, order);
 665         totalram_pages_add(1UL << order);
 666 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 667         if (PageHighMem(page))
 668                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 669 #endif
 670 }
 671
 672 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 673 {
 674         unsigned long end = start + nr_pages;
 675         int order, onlined_pages = 0;
 676
 677         while (start < end) {
 678                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 679                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 680                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 681
 682                 onlined_pages += (1UL << order);
 683                 start += (1UL << order);
 684         }
 685         return onlined_pages;
 686 }
 687
 688 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 689                         void *arg)
 690 {
 691         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 692
 693         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 694                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 695
 696         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 697
 698         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 703 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 704         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 705 {
 706         int nid = zone_to_nid(zone);
 707
 708         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 709         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 710         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 711
 712         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 713                 arg->status_change_nid = nid;
 714         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 715                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 716 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 717         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 718                 arg->status_change_nid_high = nid;
 719 #endif
 720 }
 721
 722 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 723 {
 724         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 725                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 726
 727         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 728                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 729
 730         if (arg->status_change_nid >= 0)
 731                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 732 }
 733
 734 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 735                 unsigned long nr_pages)
 736 {
 737         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 738
 739         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 740                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 741
 742         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 743 }
 744
 745 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 746                                      unsigned long nr_pages)
 747 {
 748         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 749
 750         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 751                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 752
 753         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 754 }
 755
 756 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 757                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 758 {
 759         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 760         int nid = pgdat->node_id;
 761         unsigned long flags;
 762
 763         clear_zone_contiguous(zone);
 764
 765         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 766         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 767         zone_span_writelock(zone);
 768         if (zone_is_empty(zone))
 769                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 770         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 771         zone_span_writeunlock(zone);
 772         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 773         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 774
 775         /*
 776          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 777          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 778          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 779          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 780          */
 781         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 782                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 783
 784         set_zone_contiguous(zone);
 785 }
 786
 787 /*
 788  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 789  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 790  * to the ZONE_NORMAL.
 791  */
 792 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 793                 unsigned long nr_pages)
 794 {
 795         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 796         int zid;
 797
 798         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 799                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 800
 801                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 802                         return zone;
 803         }
 804
 805         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 806 }
 807
 808 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 809                 unsigned long nr_pages)
 810 {
 811         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 812                         nr_pages);
 813         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 814         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 815         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 816
 817         /*
 818          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 819          * overlap in the given range
 820          */
 821         if (in_kernel ^ in_movable)
 822                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 823
 824         /*
 825          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 826          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 827          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 828          */
 829         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 830 }
 831
 832 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 833                 unsigned long nr_pages)
 834 {
 835         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 836                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 837
 838         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 839                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 840
 841         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 846  * for the given online type.
 847  */
 848 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 849                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 850 {
 851         struct zone *zone;
 852
 853         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 854         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 855         return zone;
 856 }
 857
 858 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 859 {
 860         unsigned long flags;
 861         unsigned long onlined_pages = 0;
 862         struct zone *zone;
 863         int need_zonelists_rebuild = 0;
 864         int nid;
 865         int ret;
 866         struct memory_notify arg;
 867         struct memory_block *mem;
 868
 869         mem_hotplug_begin();
 870
 871         /*
 872          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 873          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 874          */
 875         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 876         nid = mem->nid;
 877         put_device(&mem->dev);
 878
 879         /* associate pfn range with the zone */
 880         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 881
 882         arg.start_pfn = pfn;
 883         arg.nr_pages = nr_pages;
 884         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 885
 886         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 887         ret = notifier_to_errno(ret);
 888         if (ret)
 889                 goto failed_addition;
 890
 891         /*
 892          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 893          * This means the page allocator ignores this zone.
 894          * So, zonelist must be updated after online.
 895          */
 896         if (!populated_zone(zone)) {
 897                 need_zonelists_rebuild = 1;
 898                 setup_zone_pageset(zone);
 899         }
 900
 901         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 902                 online_pages_range);
 903         if (ret) {
 904                 if (need_zonelists_rebuild)
 905                         zone_pcp_reset(zone);
 906                 goto failed_addition;
 907         }
 908
 909         zone->present_pages += onlined_pages;
 910
 911         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 912         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 913         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 914
 915         if (onlined_pages) {
 916                 node_states_set_node(nid, &arg);
 917                 if (need_zonelists_rebuild)
 918                         build_all_zonelists(NULL);
 919                 else
 920                         zone_pcp_update(zone);
 921         }
 922
 923         init_per_zone_wmark_min();
 924
 925         if (onlined_pages) {
 926                 kswapd_run(nid);
 927                 kcompactd_run(nid);
 928         }
 929
 930         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 931
 932         writeback_set_ratelimit();
 933
 934         if (onlined_pages)
 935                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 936         mem_hotplug_done();
 937         return 0;
 938
 939 failed_addition:
 940         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 941                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 942                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 943         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 944         mem_hotplug_done();
 945         return ret;
 946 }
 947 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 948
 949 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 950 {
 951         struct zone *z;
 952
 953         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 954                 z->present_pages = 0;
 955
 956         pgdat->node_present_pages = 0;
 957 }
 958
 959 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 960 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 961 {
 962         struct pglist_data *pgdat;
 963         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 964
 965         pgdat = NODE_DATA(nid);
 966         if (!pgdat) {
 967                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 968                 if (!pgdat)
 969                         return NULL;
 970
 971                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 972         } else {
 973                 /*
 974                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 975                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 976                  * when it starts in the near future.
 977                  */
 978                 pgdat->nr_zones = 0;
 979                 pgdat->kswapd_order = 0;
 980                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 981         }
 982
 983         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 984
 985         pgdat->node_id = nid;
 986         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 987
 988         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 989         free_area_init_core_hotplug(nid);
 990         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 991
 992         /*
 993          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 994          * to access not-initialized zonelist, build here.
 995          */
 996         build_all_zonelists(pgdat);
 997
 998         /*
 999          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1000          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1001          * online_pages() and offline_pages().
1002          */
1003         reset_node_managed_pages(pgdat);
1004         reset_node_present_pages(pgdat);
1005
1006         return pgdat;
1007 }
1008
1009 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1010 {
1011         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1012
1013         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1014         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1015         arch_free_nodedata(pgdat);
1016         return;
1017 }
1018
1019
1020 /**
1021  * try_online_node - online a node if offlined
1022  * @nid: the node ID
1023  * @start: start addr of the node
1024  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1025  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1026  *
1027  * Returns:
1028  * 1 -> a new node has been allocated
1029  * 0 -> the node is already online
1030  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1031  */
1032 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1033 {
1034         pg_data_t *pgdat;
1035         int ret = 1;
1036
1037         if (node_online(nid))
1038                 return 0;
1039
1040         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1041         if (!pgdat) {
1042                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1043                 ret = -ENOMEM;
1044                 goto out;
1045         }
1046
1047         if (set_node_online) {
1048                 node_set_online(nid);
1049                 ret = register_one_node(nid);
1050                 BUG_ON(ret);
1051         }
1052 out:
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Users of this function always want to online/register the node
1058  */
1059 int try_online_node(int nid)
1060 {
1061         int ret;
1062
1063         mem_hotplug_begin();
1064         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1065         mem_hotplug_done();
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1070 {
1071         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1072         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1073         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1074         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1075
1076         /* memory range must be block size aligned */
1077         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1078             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1079                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1080                        block_sz, start, size);
1081                 return -EINVAL;
1082         }
1083
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1088 {
1089         return device_online(&mem->dev);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1094  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1095  *
1096  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1097  */
1098 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1099 {
1100         u64 start, size;
1101         bool new_node = false;
1102         int ret;
1103
1104         start = res->start;
1105         size = resource_size(res);
1106
1107         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1108         if (ret)
1109                 return ret;
1110
1111         mem_hotplug_begin();
1112
1113         /*
1114          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1115          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1116          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1117          * be removed at hot-remove time.
1118          */
1119         memblock_add_node(start, size, nid);
1120
1121         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1122         if (ret < 0)
1123                 goto error;
1124         new_node = ret;
1125
1126         /* call arch's memory hotadd */
1127         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1128         if (ret < 0)
1129                 goto error;
1130
1131         if (new_node) {
1132                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1133                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1134                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1135                  * We online node here. We can't roll back from here.
1136                  */
1137                 node_set_online(nid);
1138                 ret = __register_one_node(nid);
1139                 BUG_ON(ret);
1140         }
1141
1142         /* link memory sections under this node.*/
1143         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1144         BUG_ON(ret);
1145
1146         /* create new memmap entry */
1147         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1148
1149         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1150         mem_hotplug_done();
1151
1152         /* online pages if requested */
1153         if (memhp_auto_online)
1154                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1155                                   NULL, online_memory_block);
1156
1157         return ret;
1158 error:
1159         /* rollback pgdat allocation and others */
1160         if (new_node)
1161                 rollback_node_hotadd(nid);
1162         memblock_remove(start, size);
1163         mem_hotplug_done();
1164         return ret;
1165 }
1166
1167 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1168 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1169 {
1170         struct resource *res;
1171         int ret;
1172
1173         res = register_memory_resource(start, size);
1174         if (IS_ERR(res))
1175                 return PTR_ERR(res);
1176
1177         ret = add_memory_resource(nid, res);
1178         if (ret < 0)
1179                 release_memory_resource(res);
1180         return ret;
1181 }
1182
1183 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1184 {
1185         int rc;
1186
1187         lock_device_hotplug();
1188         rc = __add_memory(nid, start, size);
1189         unlock_device_hotplug();
1190
1191         return rc;
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1194
1195 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1196 /*
1197  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1198  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1199  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1200  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1201  * be located at the start of the pageblock
1202  */
1203 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1204 {
1205         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1206 }
1207
1208 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1209 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1210 {
1211         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1212
1213         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1214         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1215
1216         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1217         if (pageblock_free(page)) {
1218                 int order;
1219                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1220                 order = page_order(page);
1221                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1222                         return pfn + (1 << order);
1223         }
1224
1225         return pfn + pageblock_nr_pages;
1226 }
1227
1228 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1229 {
1230         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1231         struct zone *zone;
1232
1233         /*
1234          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1235          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1236          * the zone but still within the section.
1237          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1238          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1239          */
1240         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1241                 return false;
1242
1243         zone = page_zone(page);
1244         pfn = page_to_pfn(page);
1245         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1246                 return false;
1247
1248         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1249 }
1250
1251 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1252 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1253 {
1254         unsigned long end_pfn, pfn;
1255
1256         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1257                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1258
1259         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1260         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1261                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
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                         /* Check if we got outside of the zone */
1298                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1299                                 return 0;
1300                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1301                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1302                                 return 0;
1303                         if (!zone)
1304                                 start = pfn + i;
1305                         zone = page_zone(page);
1306                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1307                 }
1308         }
1309
1310         if (zone) {
1311                 *valid_start = start;
1312                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1313                 return 1;
1314         } else {
1315                 return 0;
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1321  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1322  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1323  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1324  */
1325 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1326 {
1327         unsigned long pfn;
1328
1329         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1330                 struct page *page, *head;
1331                 unsigned long skip;
1332
1333                 if (!pfn_valid(pfn))
1334                         continue;
1335                 page = pfn_to_page(pfn);
1336                 if (PageLRU(page))
1337                         return pfn;
1338                 if (__PageMovable(page))
1339                         return pfn;
1340
1341                 if (!PageHuge(page))
1342                         continue;
1343                 head = compound_head(page);
1344                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1345                     page_huge_active(head))
1346                         return pfn;
1347                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1348                 pfn += skip - 1;
1349         }
1350         return 0;
1351 }
1352
1353 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1354 {
1355         int nid = page_to_nid(page);
1356         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1357
1358         /*
1359          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1360          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1361          * of the only existing node)
1362          */
1363         node_clear(nid, nmask);
1364         if (nodes_empty(nmask))
1365                 node_set(nid, nmask);
1366
1367         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1368 }
1369
1370 static int
1371 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1372 {
1373         unsigned long pfn;
1374         struct page *page;
1375         int ret = 0;
1376         LIST_HEAD(source);
1377
1378         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1379                 if (!pfn_valid(pfn))
1380                         continue;
1381                 page = pfn_to_page(pfn);
1382
1383                 if (PageHuge(page)) {
1384                         struct page *head = compound_head(page);
1385                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1386                                 ret = -EBUSY;
1387                                 break;
1388                         }
1389                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1390                         isolate_huge_page(head, &source);
1391                         continue;
1392                 } else if (PageTransHuge(page))
1393                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1394                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1395
1396                 /*
1397                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1398                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1399                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1400                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1401                  * the unmap as the catch all safety net).
1402                  */
1403                 if (PageHWPoison(page)) {
1404                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1405                                 isolate_lru_page(page);
1406                         if (page_mapped(page))
1407                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1408                         continue;
1409                 }
1410
1411                 if (!get_page_unless_zero(page))
1412                         continue;
1413                 /*
1414                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1415                  * LRU and non-lru movable pages.
1416                  */
1417                 if (PageLRU(page))
1418                         ret = isolate_lru_page(page);
1419                 else
1420                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1421                 if (!ret) { /* Success */
1422                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1423                         if (!__PageMovable(page))
1424                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1425                                                     page_is_file_cache(page));
1426
1427                 } else {
1428                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1429                         dump_page(page, "isolation failed");
1430                 }
1431                 put_page(page);
1432         }
1433         if (!list_empty(&source)) {
1434                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1435                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1436                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1437                 if (ret) {
1438                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1439                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1440                                        page_to_pfn(page), ret);
1441                                 dump_page(page, "migration failure");
1442                         }
1443                         putback_movable_pages(&source);
1444                 }
1445         }
1446
1447         return ret;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1452  */
1453 static int
1454 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1455                         void *data)
1456 {
1457         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 static void
1462 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1463 {
1464         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1465                                 offline_isolated_pages_cb);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1470  */
1471 static int
1472 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1473                         void *data)
1474 {
1475         int ret;
1476         long offlined = *(long *)data;
1477         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1478         offlined = nr_pages;
1479         if (!ret)
1480                 *(long *)data += offlined;
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 static long
1485 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1486 {
1487         long offlined = 0;
1488         int ret;
1489
1490         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1491                         check_pages_isolated_cb);
1492         if (ret < 0)
1493                 offlined = (long)ret;
1494         return offlined;
1495 }
1496
1497 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1498 {
1499 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1500         movable_node_enabled = true;
1501 #else
1502         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1503 #endif
1504         return 0;
1505 }
1506 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1507
1508 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1509 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1510                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1511 {
1512         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1513         unsigned long present_pages = 0;
1514         enum zone_type zt;
1515
1516         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1517         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1518         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1519
1520         /*
1521          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1522          * If the memory to be offline is within the range
1523          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1524          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1525          * thus we can determine that we need to clear the node from
1526          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1527          */
1528         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1529                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1530         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1531                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1532
1533 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1534         /*
1535          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1536          * have normal memory or high memory.
1537          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1538          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1539          * we determine that the zones in that range become empty,
1540          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1541          */
1542         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1543         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1544                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1545 #endif
1546
1547         /*
1548          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1549          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1550          * as well.
1551          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1552          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1553          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1554          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1555          * it for N_MEMORY as well.
1556          */
1557         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1558
1559         if (nr_pages >= present_pages)
1560                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1561 }
1562
1563 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1564 {
1565         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1566                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1567
1568         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1569                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1570
1571         if (arg->status_change_nid >= 0)
1572                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1573 }
1574
1575 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1576                   unsigned long end_pfn)
1577 {
1578         unsigned long pfn, nr_pages;
1579         long offlined_pages;
1580         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1581         unsigned long flags;
1582         unsigned long valid_start, valid_end;
1583         struct zone *zone;
1584         struct memory_notify arg;
1585         char *reason;
1586
1587         mem_hotplug_begin();
1588
1589         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1590            we assume this for now. .*/
1591         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1592                                   &valid_end)) {
1593                 ret = -EINVAL;
1594                 reason = "multizone range";
1595                 goto failed_removal;
1596         }
1597
1598         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1599         node = zone_to_nid(zone);
1600         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1601
1602         /* set above range as isolated */
1603         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1604                                        MIGRATE_MOVABLE,
1605                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1606         if (ret < 0) {
1607                 reason = "failure to isolate range";
1608                 goto failed_removal;
1609         }
1610         nr_isolate_pageblock = ret;
1611
1612         arg.start_pfn = start_pfn;
1613         arg.nr_pages = nr_pages;
1614         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1615
1616         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1617         ret = notifier_to_errno(ret);
1618         if (ret) {
1619                 reason = "notifier failure";
1620                 goto failed_removal_isolated;
1621         }
1622
1623         do {
1624                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1625                         if (signal_pending(current)) {
1626                                 ret = -EINTR;
1627                                 reason = "signal backoff";
1628                                 goto failed_removal_isolated;
1629                         }
1630
1631                         cond_resched();
1632                         lru_add_drain_all();
1633
1634                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1635                         if (pfn) {
1636                                 /*
1637                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1638                                  * out
1639                                  */
1640                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1641                         }
1642                 }
1643
1644                 /*
1645                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1646                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1647                  * counting consistent.
1648                  */
1649                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1650                 if (ret) {
1651                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1652                         goto failed_removal_isolated;
1653                 }
1654                 /* check again */
1655                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1656         } while (offlined_pages < 0);
1657
1658         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1659         /* Ok, all of our target is isolated.
1660            We cannot do rollback at this point. */
1661         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1662
1663         /*
1664          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1665          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1666          * pageblocks zone counter here.
1667          */
1668         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1669         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1670         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1671
1672         /* removal success */
1673         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1674         zone->present_pages -= offlined_pages;
1675
1676         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1677         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1678         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1679
1680         init_per_zone_wmark_min();
1681
1682         if (!populated_zone(zone)) {
1683                 zone_pcp_reset(zone);
1684                 build_all_zonelists(NULL);
1685         } else
1686                 zone_pcp_update(zone);
1687
1688         node_states_clear_node(node, &arg);
1689         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1690                 kswapd_stop(node);
1691                 kcompactd_stop(node);
1692         }
1693
1694         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1695         writeback_set_ratelimit();
1696
1697         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1698         mem_hotplug_done();
1699         return 0;
1700
1701 failed_removal_isolated:
1702         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1703         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1704 failed_removal:
1705         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1706                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1707                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1708                  reason);
1709         /* pushback to free area */
1710         mem_hotplug_done();
1711         return ret;
1712 }
1713
1714 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1715 {
1716         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1717 }
1718 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1719
1720 /**
1721  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1722  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1723  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1724  * @arg: argument passed to func
1725  * @func: callback for each memory section walked
1726  *
1727  * This function walks through all present mem sections in range
1728  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1729  *
1730  * Returns the return value of func.
1731  */
1732 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1733                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1734 {
1735         struct memory_block *mem = NULL;
1736         struct mem_section *section;
1737         unsigned long pfn, section_nr;
1738         int ret;
1739
1740         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1741                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1742                 if (!present_section_nr(section_nr))
1743                         continue;
1744
1745                 section = __nr_to_section(section_nr);
1746                 /* same memblock? */
1747                 if (mem)
1748                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1749                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1750                                 continue;
1751
1752                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1753                 if (!mem)
1754                         continue;
1755
1756                 ret = func(mem, arg);
1757                 if (ret) {
1758                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1759                         return ret;
1760                 }
1761         }
1762
1763         if (mem)
1764                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1765
1766         return 0;
1767 }
1768
1769 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1770 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1771 {
1772         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1773
1774         if (unlikely(ret)) {
1775                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1776
1777                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1778                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1779                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1780                         &beginpa, &endpa);
1781         }
1782
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1787 {
1788         int cpu;
1789
1790         for_each_present_cpu(cpu) {
1791                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1792                         /*
1793                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1794                          * offline this node.
1795                          */
1796                         return -EBUSY;
1797         }
1798
1799         return 0;
1800 }
1801
1802 /**
1803  * try_offline_node
1804  * @nid: the node ID
1805  *
1806  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1807  *
1808  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1809  * and online/offline operations before this call.
1810  */
1811 void try_offline_node(int nid)
1812 {
1813         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1814         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1815         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1816         unsigned long pfn;
1817
1818         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1819                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1820
1821                 if (!present_section_nr(section_nr))
1822                         continue;
1823
1824                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1825                         continue;
1826
1827                 /*
1828                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1829                  * can't offline node now.
1830                  */
1831                 return;
1832         }
1833
1834         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1835                 return;
1836
1837         /*
1838          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1839          * node now.
1840          */
1841         node_set_offline(nid);
1842         unregister_one_node(nid);
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1845
1846 /**
1847  * remove_memory
1848  * @nid: the node ID
1849  * @start: physical address of the region to remove
1850  * @size: size of the region to remove
1851  *
1852  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1853  * and online/offline operations before this call, as required by
1854  * try_offline_node().
1855  */
1856 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1857 {
1858         int ret;
1859
1860         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1861
1862         mem_hotplug_begin();
1863
1864         /*
1865          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1866          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1867          * if this is not the case.
1868          */
1869         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1870                                 check_memblock_offlined_cb);
1871         if (ret)
1872                 BUG();
1873
1874         /* remove memmap entry */
1875         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1876         memblock_free(start, size);
1877         memblock_remove(start, size);
1878
1879         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1880
1881         try_offline_node(nid);
1882
1883         mem_hotplug_done();
1884 }
1885
1886 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1887 {
1888         lock_device_hotplug();
1889         __remove_memory(nid, start, size);
1890         unlock_device_hotplug();
1891 }
1892 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1893 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */