mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
  53
  54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  56
  57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  58
  59 void get_online_mems(void)
  60 {
  61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  62 }
  63
  64 void put_online_mems(void)
  65 {
  66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  67 }
  68
  69 bool movable_node_enabled = false;
  70
  71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  72 bool memhp_auto_online;
  73 #else
  74 bool memhp_auto_online = true;
  75 #endif
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  77
  78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  79 {
  80         if (!strcmp(str, "online"))
  81                 memhp_auto_online = true;
  82         else if (!strcmp(str, "offline"))
  83                 memhp_auto_online = false;
  84
  85         return 1;
  86 }
  87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  88
  89 void mem_hotplug_begin(void)
  90 {
  91         cpus_read_lock();
  92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  93 }
  94
  95 void mem_hotplug_done(void)
  96 {
  97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  98         cpus_read_unlock();
  99 }
 100
 101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 102
 103 /* add this memory to iomem resource */
 104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 105 {
 106         struct resource *res;
 107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 108         char *resource_name = "System RAM";
 109
 110         if (start + size > max_mem_size)
 111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 112
 113         /*
 114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 115          * a child of an existing resource that was present but
 116          * not marked as busy.
 117          */
 118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 119                                resource_name, flags);
 120
 121         if (!res) {
 122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 123                                 start, start + size);
 124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 125         }
 126         return res;
 127 }
 128
 129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 130 {
 131         if (!res)
 132                 return;
 133         release_resource(res);
 134         kfree(res);
 135 }
 136
 137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 138 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 139                       unsigned long type)
 140 {
 141         page->freelist = (void *)type;
 142         SetPagePrivate(page);
 143         set_page_private(page, info);
 144         page_ref_inc(page);
 145 }
 146
 147 void put_page_bootmem(struct page *page)
 148 {
 149         unsigned long type;
 150
 151         type = (unsigned long) page->freelist;
 152         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 153                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 154
 155         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 156                 page->freelist = NULL;
 157                 ClearPagePrivate(page);
 158                 set_page_private(page, 0);
 159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 160                 free_reserved_page(page);
 161         }
 162 }
 163
 164 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 165 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 166 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 167 {
 168         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 169         struct mem_section *ms;
 170         struct page *page, *memmap;
 171         struct mem_section_usage *usage;
 172
 173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 174         ms = __nr_to_section(section_nr);
 175
 176         /* Get section's memmap address */
 177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 178
 179         /*
 180          * Get page for the memmap's phys address
 181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 182          */
 183         page = virt_to_page(memmap);
 184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 186
 187         /* remember memmap's page */
 188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 190
 191         usage = ms->usage;
 192         page = virt_to_page(usage);
 193
 194         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 195
 196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 198
 199 }
 200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 202 {
 203         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 204         struct mem_section *ms;
 205         struct page *page, *memmap;
 206         struct mem_section_usage *usage;
 207
 208         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 209         ms = __nr_to_section(section_nr);
 210
 211         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 212
 213         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 214
 215         usage = ms->usage;
 216         page = virt_to_page(usage);
 217
 218         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 219
 220         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 221                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 222 }
 223 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 224
 225 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 226 {
 227         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 228         int node = pgdat->node_id;
 229         struct page *page;
 230
 231         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 232         page = virt_to_page(pgdat);
 233
 234         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 235                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 236
 237         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 238         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 239
 240         /* register section info */
 241         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 242                 /*
 243                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 244                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 245                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 246                  * reside in some other nodes.
 247                  */
 248                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 249                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 250         }
 251 }
 252 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 253
 254 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 255                 const char *reason)
 256 {
 257         /*
 258          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 259          * allow operations smaller than a section for
 260          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 261          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 262          * memory that will be marked online, so this check should only
 263          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 264          * add_memory_resource().
 265          */
 266         unsigned long min_align;
 267
 268         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 269                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 270         else
 271                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 272         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 273                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 274                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 275                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 276                 return -EINVAL;
 277         }
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 283  * expected that archs that support memory hotplug will
 284  * call this function after deciding the zone to which to
 285  * add the new pages.
 286  */
 287 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 288                 struct mhp_restrictions *restrictions)
 289 {
 290         int err;
 291         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 292         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 293
 294         if (altmap) {
 295                 /*
 296                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 297                  */
 298                 if (altmap->base_pfn != pfn
 299                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 300                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 301                         return -EINVAL;
 302                 }
 303                 altmap->alloc = 0;
 304         }
 305
 306         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 307         if (err)
 308                 return err;
 309
 310         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 311         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 312         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 313                 unsigned long pfns;
 314
 315                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 316                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 317                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
 318                 if (err)
 319                         break;
 320                 pfn += pfns;
 321                 nr_pages -= pfns;
 322                 cond_resched();
 323         }
 324         vmemmap_populate_print_last();
 325         return err;
 326 }
 327
 328 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 329 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 330                                      unsigned long start_pfn,
 331                                      unsigned long end_pfn)
 332 {
 333         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 334                 if (unlikely(!pfn_valid(start_pfn)))
 335                         continue;
 336
 337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 338                         continue;
 339
 340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 341                         continue;
 342
 343                 return start_pfn;
 344         }
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 351                                     unsigned long start_pfn,
 352                                     unsigned long end_pfn)
 353 {
 354         unsigned long pfn;
 355
 356         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 357         pfn = end_pfn - 1;
 358         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 359                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 360                         continue;
 361
 362                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 363                         continue;
 364
 365                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 366                         continue;
 367
 368                 return pfn;
 369         }
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 375                              unsigned long end_pfn)
 376 {
 377         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 378         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 379         unsigned long zone_end_pfn = z;
 380         unsigned long pfn;
 381         int nid = zone_to_nid(zone);
 382
 383         zone_span_writelock(zone);
 384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 385                 /*
 386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 389                  * for shrinking zone.
 390                  */
 391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 392                                                 zone_end_pfn);
 393                 if (pfn) {
 394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 396                 }
 397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 402                  * shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 405                                                start_pfn);
 406                 if (pfn)
 407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 408         }
 409
 410         /*
 411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 414          * it check the zone has only hole or not.
 415          */
 416         pfn = zone_start_pfn;
 417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 418                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 419                         continue;
 420
 421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 422                         continue;
 423
 424                 /* Skip range to be removed */
 425                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 426                         continue;
 427
 428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 429                 zone_span_writeunlock(zone);
 430                 return;
 431         }
 432
 433         /* The zone has no valid section */
 434         zone->zone_start_pfn = 0;
 435         zone->spanned_pages = 0;
 436         zone_span_writeunlock(zone);
 437 }
 438
 439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 441 {
 442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 445         unsigned long pfn;
 446         int nid = pgdat->node_id;
 447
 448         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 449                 /*
 450                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 451                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 452                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 453                  * for shrinking zone.
 454                  */
 455                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 456                                                 pgdat_end_pfn);
 457                 if (pfn) {
 458                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 459                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 460                 }
 461         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 462                 /*
 463                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 464                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 465                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 466                  * shrinking zone.
 467                  */
 468                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 469                                                start_pfn);
 470                 if (pfn)
 471                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 472         }
 473
 474         /*
 475          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 476          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 477          * change the pgdat.
 478          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 479          * has only hole or not.
 480          */
 481         pfn = pgdat_start_pfn;
 482         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 483                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn)))
 484                         continue;
 485
 486                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 487                         continue;
 488
 489                 /* Skip range to be removed */
 490                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 491                         continue;
 492
 493                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 494                 return;
 495         }
 496
 497         /* The pgdat has no valid section */
 498         pgdat->node_start_pfn = 0;
 499         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 500 }
 501
 502 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 503                 unsigned long nr_pages)
 504 {
 505         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 506         unsigned long flags;
 507
 508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 510         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 512 }
 513
 514 static void __remove_section(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 515                 unsigned long nr_pages, unsigned long map_offset,
 516                 struct vmem_altmap *altmap)
 517 {
 518         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
 519
 520         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 521                 return;
 522
 523         __remove_zone(zone, pfn, nr_pages);
 524         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 525 }
 526
 527 /**
 528  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 529  * @zone: zone from which pages need to be removed
 530  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 531  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 532  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 533  *
 534  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 535  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 536  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 537  * calling offline_pages().
 538  */
 539 void __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long pfn,
 540                     unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 541 {
 542         unsigned long map_offset = 0;
 543         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 544
 545         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 546
 547         clear_zone_contiguous(zone);
 548
 549         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 550                 return;
 551
 552         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 553         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 554         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 555                 unsigned long pfns;
 556
 557                 cond_resched();
 558                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 559                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 560                 __remove_section(zone, pfn, pfns, map_offset, altmap);
 561                 pfn += pfns;
 562                 nr_pages -= pfns;
 563                 map_offset = 0;
 564         }
 565
 566         set_zone_contiguous(zone);
 567 }
 568
 569 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 570 {
 571         int rc = -EINVAL;
 572
 573         get_online_mems();
 574         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 575
 576         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 577                 online_page_callback = callback;
 578                 rc = 0;
 579         }
 580
 581         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 582         put_online_mems();
 583
 584         return rc;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 587
 588 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 589 {
 590         int rc = -EINVAL;
 591
 592         get_online_mems();
 593         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 594
 595         if (online_page_callback == callback) {
 596                 online_page_callback = generic_online_page;
 597                 rc = 0;
 598         }
 599
 600         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 601         put_online_mems();
 602
 603         return rc;
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 606
 607 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 608 {
 609 }
 610 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 611
 612 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 613 {
 614         adjust_managed_page_count(page, 1);
 615 }
 616 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 617
 618 void __online_page_free(struct page *page)
 619 {
 620         __free_reserved_page(page);
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 623
 624 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 625 {
 626         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 627         __free_pages_core(page, order);
 628         totalram_pages_add(1UL << order);
 629 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 630         if (PageHighMem(page))
 631                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 632 #endif
 633 }
 634
 635 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 636 {
 637         unsigned long end = start + nr_pages;
 638         int order, onlined_pages = 0;
 639
 640         while (start < end) {
 641                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 642                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 643                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 644
 645                 onlined_pages += (1UL << order);
 646                 start += (1UL << order);
 647         }
 648         return onlined_pages;
 649 }
 650
 651 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 652                         void *arg)
 653 {
 654         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 655
 656         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 657                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 658
 659         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 660
 661         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 666 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 667         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 668 {
 669         int nid = zone_to_nid(zone);
 670
 671         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 672         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 673         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 674
 675         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 676                 arg->status_change_nid = nid;
 677         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 678                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 679 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 680         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 681                 arg->status_change_nid_high = nid;
 682 #endif
 683 }
 684
 685 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 686 {
 687         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 688                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 689
 690         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 691                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 692
 693         if (arg->status_change_nid >= 0)
 694                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 695 }
 696
 697 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 698                 unsigned long nr_pages)
 699 {
 700         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 701
 702         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 703                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 704
 705         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 706 }
 707
 708 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 709                                      unsigned long nr_pages)
 710 {
 711         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 712
 713         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 714                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 715
 716         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 717 }
 718
 719 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 720                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 721 {
 722         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 723         int nid = pgdat->node_id;
 724         unsigned long flags;
 725
 726         clear_zone_contiguous(zone);
 727
 728         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 729         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 730         zone_span_writelock(zone);
 731         if (zone_is_empty(zone))
 732                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 733         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 734         zone_span_writeunlock(zone);
 735         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 736         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 737
 738         /*
 739          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 740          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 741          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 742          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 743          */
 744         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 745                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 746
 747         set_zone_contiguous(zone);
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 752  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 753  * to the ZONE_NORMAL.
 754  */
 755 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 756                 unsigned long nr_pages)
 757 {
 758         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 759         int zid;
 760
 761         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 762                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 763
 764                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 765                         return zone;
 766         }
 767
 768         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 769 }
 770
 771 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 772                 unsigned long nr_pages)
 773 {
 774         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 775                         nr_pages);
 776         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 777         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 778         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 779
 780         /*
 781          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 782          * overlap in the given range
 783          */
 784         if (in_kernel ^ in_movable)
 785                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 786
 787         /*
 788          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 789          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 790          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 791          */
 792         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 793 }
 794
 795 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 796                 unsigned long nr_pages)
 797 {
 798         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 799                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 800
 801         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 802                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 803
 804         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 805 }
 806
 807 /*
 808  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 809  * for the given online type.
 810  */
 811 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 812                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 813 {
 814         struct zone *zone;
 815
 816         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 817         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 818         return zone;
 819 }
 820
 821 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 822 {
 823         unsigned long flags;
 824         unsigned long onlined_pages = 0;
 825         struct zone *zone;
 826         int need_zonelists_rebuild = 0;
 827         int nid;
 828         int ret;
 829         struct memory_notify arg;
 830         struct memory_block *mem;
 831
 832         mem_hotplug_begin();
 833
 834         /*
 835          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 836          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 837          */
 838         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 839         nid = mem->nid;
 840         put_device(&mem->dev);
 841
 842         /* associate pfn range with the zone */
 843         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 844
 845         arg.start_pfn = pfn;
 846         arg.nr_pages = nr_pages;
 847         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 848
 849         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 850         ret = notifier_to_errno(ret);
 851         if (ret)
 852                 goto failed_addition;
 853
 854         /*
 855          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 856          * This means the page allocator ignores this zone.
 857          * So, zonelist must be updated after online.
 858          */
 859         if (!populated_zone(zone)) {
 860                 need_zonelists_rebuild = 1;
 861                 setup_zone_pageset(zone);
 862         }
 863
 864         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 865                 online_pages_range);
 866         if (ret) {
 867                 if (need_zonelists_rebuild)
 868                         zone_pcp_reset(zone);
 869                 goto failed_addition;
 870         }
 871
 872         zone->present_pages += onlined_pages;
 873
 874         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 875         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 876         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 877
 878         shuffle_zone(zone);
 879
 880         if (onlined_pages) {
 881                 node_states_set_node(nid, &arg);
 882                 if (need_zonelists_rebuild)
 883                         build_all_zonelists(NULL);
 884                 else
 885                         zone_pcp_update(zone);
 886         }
 887
 888         init_per_zone_wmark_min();
 889
 890         if (onlined_pages) {
 891                 kswapd_run(nid);
 892                 kcompactd_run(nid);
 893         }
 894
 895         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 896
 897         writeback_set_ratelimit();
 898
 899         if (onlined_pages)
 900                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 901         mem_hotplug_done();
 902         return 0;
 903
 904 failed_addition:
 905         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 906                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 907                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 908         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 909         mem_hotplug_done();
 910         return ret;
 911 }
 912 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 913
 914 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 915 {
 916         struct zone *z;
 917
 918         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 919                 z->present_pages = 0;
 920
 921         pgdat->node_present_pages = 0;
 922 }
 923
 924 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 925 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 926 {
 927         struct pglist_data *pgdat;
 928         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 929
 930         pgdat = NODE_DATA(nid);
 931         if (!pgdat) {
 932                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 933                 if (!pgdat)
 934                         return NULL;
 935
 936                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 937         } else {
 938                 /*
 939                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 940                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 941                  * when it starts in the near future.
 942                  */
 943                 pgdat->nr_zones = 0;
 944                 pgdat->kswapd_order = 0;
 945                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 946         }
 947
 948         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 949
 950         pgdat->node_id = nid;
 951         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 952
 953         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 954         free_area_init_core_hotplug(nid);
 955         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 956
 957         /*
 958          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 959          * to access not-initialized zonelist, build here.
 960          */
 961         build_all_zonelists(pgdat);
 962
 963         /*
 964          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 965          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 966          * online_pages() and offline_pages().
 967          */
 968         reset_node_managed_pages(pgdat);
 969         reset_node_present_pages(pgdat);
 970
 971         return pgdat;
 972 }
 973
 974 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 975 {
 976         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 977
 978         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 979         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 980         arch_free_nodedata(pgdat);
 981 }
 982
 983
 984 /**
 985  * try_online_node - online a node if offlined
 986  * @nid: the node ID
 987  * @start: start addr of the node
 988  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 989  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 990  *
 991  * Returns:
 992  * 1 -> a new node has been allocated
 993  * 0 -> the node is already online
 994  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 995  */
 996 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 997 {
 998         pg_data_t *pgdat;
 999         int ret = 1;
1000
1001         if (node_online(nid))
1002                 return 0;
1003
1004         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1005         if (!pgdat) {
1006                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1007                 ret = -ENOMEM;
1008                 goto out;
1009         }
1010
1011         if (set_node_online) {
1012                 node_set_online(nid);
1013                 ret = register_one_node(nid);
1014                 BUG_ON(ret);
1015         }
1016 out:
1017         return ret;
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Users of this function always want to online/register the node
1022  */
1023 int try_online_node(int nid)
1024 {
1025         int ret;
1026
1027         mem_hotplug_begin();
1028         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1029         mem_hotplug_done();
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1034 {
1035         /* memory range must be block size aligned */
1036         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1037             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1038                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1039                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1040                 return -EINVAL;
1041         }
1042
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1047 {
1048         return device_online(&mem->dev);
1049 }
1050
1051 /*
1052  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1053  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1054  *
1055  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1056  */
1057 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1058 {
1059         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1060         u64 start, size;
1061         bool new_node = false;
1062         int ret;
1063
1064         start = res->start;
1065         size = resource_size(res);
1066
1067         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1068         if (ret)
1069                 return ret;
1070
1071         mem_hotplug_begin();
1072
1073         /*
1074          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1075          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1076          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1077          * be removed at hot-remove time.
1078          */
1079         memblock_add_node(start, size, nid);
1080
1081         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1082         if (ret < 0)
1083                 goto error;
1084         new_node = ret;
1085
1086         /* call arch's memory hotadd */
1087         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1088         if (ret < 0)
1089                 goto error;
1090
1091         /* create memory block devices after memory was added */
1092         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1093         if (ret) {
1094                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1095                 goto error;
1096         }
1097
1098         if (new_node) {
1099                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1100                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1101                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1102                  * We online node here. We can't roll back from here.
1103                  */
1104                 node_set_online(nid);
1105                 ret = __register_one_node(nid);
1106                 BUG_ON(ret);
1107         }
1108
1109         /* link memory sections under this node.*/
1110         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1111         BUG_ON(ret);
1112
1113         /* create new memmap entry */
1114         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1115
1116         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1117         mem_hotplug_done();
1118
1119         /* online pages if requested */
1120         if (memhp_auto_online)
1121                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1122
1123         return ret;
1124 error:
1125         /* rollback pgdat allocation and others */
1126         if (new_node)
1127                 rollback_node_hotadd(nid);
1128         memblock_remove(start, size);
1129         mem_hotplug_done();
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1134 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1135 {
1136         struct resource *res;
1137         int ret;
1138
1139         res = register_memory_resource(start, size);
1140         if (IS_ERR(res))
1141                 return PTR_ERR(res);
1142
1143         ret = add_memory_resource(nid, res);
1144         if (ret < 0)
1145                 release_memory_resource(res);
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1150 {
1151         int rc;
1152
1153         lock_device_hotplug();
1154         rc = __add_memory(nid, start, size);
1155         unlock_device_hotplug();
1156
1157         return rc;
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1160
1161 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1162 /*
1163  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1164  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1165  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1166  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1167  * be located at the start of the pageblock
1168  */
1169 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1170 {
1171         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1172 }
1173
1174 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1175 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1176 {
1177         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1178
1179         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1180         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1181
1182         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1183         if (pageblock_free(page)) {
1184                 int order;
1185                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1186                 order = page_order(page);
1187                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1188                         return pfn + (1 << order);
1189         }
1190
1191         return pfn + pageblock_nr_pages;
1192 }
1193
1194 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1195 {
1196         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1197         struct zone *zone;
1198
1199         /*
1200          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1201          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1202          * the zone but still within the section.
1203          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1204          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1205          */
1206         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1207                 return false;
1208
1209         zone = page_zone(page);
1210         pfn = page_to_pfn(page);
1211         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1212                 return false;
1213
1214         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1215 }
1216
1217 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1218 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1219 {
1220         unsigned long end_pfn, pfn;
1221
1222         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1223                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1224
1225         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1226         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1227                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1228                         return false;
1229                 cond_resched();
1230         }
1231
1232         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1233         return true;
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1238  * When true, return its valid [start, end).
1239  */
1240 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1241                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1242 {
1243         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1244         unsigned long start, end;
1245         struct zone *zone = NULL;
1246         struct page *page;
1247         int i;
1248         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1249              pfn < end_pfn;
1250              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1251                 /* Make sure the memory section is present first */
1252                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1253                         continue;
1254                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1255                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1256                         i = 0;
1257                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1258                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1259                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1260                                 i++;
1261                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1262                                 continue;
1263                         /* Check if we got outside of the zone */
1264                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1265                                 return 0;
1266                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1267                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1268                                 return 0;
1269                         if (!zone)
1270                                 start = pfn + i;
1271                         zone = page_zone(page);
1272                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1273                 }
1274         }
1275
1276         if (zone) {
1277                 *valid_start = start;
1278                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1279                 return 1;
1280         } else {
1281                 return 0;
1282         }
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1287  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1288  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1289  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1290  */
1291 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1292 {
1293         unsigned long pfn;
1294
1295         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1296                 struct page *page, *head;
1297                 unsigned long skip;
1298
1299                 if (!pfn_valid(pfn))
1300                         continue;
1301                 page = pfn_to_page(pfn);
1302                 if (PageLRU(page))
1303                         return pfn;
1304                 if (__PageMovable(page))
1305                         return pfn;
1306
1307                 if (!PageHuge(page))
1308                         continue;
1309                 head = compound_head(page);
1310                 if (page_huge_active(head))
1311                         return pfn;
1312                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1313                 pfn += skip - 1;
1314         }
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1319 {
1320         int nid = page_to_nid(page);
1321         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1322
1323         /*
1324          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1325          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1326          * of the only existing node)
1327          */
1328         node_clear(nid, nmask);
1329         if (nodes_empty(nmask))
1330                 node_set(nid, nmask);
1331
1332         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1333 }
1334
1335 static int
1336 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1337 {
1338         unsigned long pfn;
1339         struct page *page;
1340         int ret = 0;
1341         LIST_HEAD(source);
1342
1343         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1344                 if (!pfn_valid(pfn))
1345                         continue;
1346                 page = pfn_to_page(pfn);
1347
1348                 if (PageHuge(page)) {
1349                         struct page *head = compound_head(page);
1350                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1351                         isolate_huge_page(head, &source);
1352                         continue;
1353                 } else if (PageTransHuge(page))
1354                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1355                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1356
1357                 /*
1358                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1359                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1360                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1361                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1362                  * the unmap as the catch all safety net).
1363                  */
1364                 if (PageHWPoison(page)) {
1365                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1366                                 isolate_lru_page(page);
1367                         if (page_mapped(page))
1368                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1369                         continue;
1370                 }
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                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1384                         if (!__PageMovable(page))
1385                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1386                                                     page_is_file_cache(page));
1387
1388                 } else {
1389                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1390                         dump_page(page, "isolation failed");
1391                 }
1392                 put_page(page);
1393         }
1394         if (!list_empty(&source)) {
1395                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1396                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1397                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1398                 if (ret) {
1399                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1400                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1401                                        page_to_pfn(page), ret);
1402                                 dump_page(page, "migration failure");
1403                         }
1404                         putback_movable_pages(&source);
1405                 }
1406         }
1407
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1413  */
1414 static int
1415 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1416                         void *data)
1417 {
1418         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1419
1420         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1421         return 0;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1426  */
1427 static int
1428 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1429                         void *data)
1430 {
1431         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1432 }
1433
1434 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1435 {
1436 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1437         movable_node_enabled = true;
1438 #else
1439         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1440 #endif
1441         return 0;
1442 }
1443 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1444
1445 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1446 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1447                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1448 {
1449         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1450         unsigned long present_pages = 0;
1451         enum zone_type zt;
1452
1453         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1454         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1455         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1456
1457         /*
1458          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1459          * If the memory to be offline is within the range
1460          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1461          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1462          * thus we can determine that we need to clear the node from
1463          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1464          */
1465         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1466                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1467         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1468                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1469
1470 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1471         /*
1472          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1473          * have normal memory or high memory.
1474          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1475          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1476          * we determine that the zones in that range become empty,
1477          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1478          */
1479         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1480         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1481                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1482 #endif
1483
1484         /*
1485          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1486          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1487          * as well.
1488          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1489          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1490          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1491          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1492          * it for N_MEMORY as well.
1493          */
1494         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1495
1496         if (nr_pages >= present_pages)
1497                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1498 }
1499
1500 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1501 {
1502         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1503                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1504
1505         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1506                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1507
1508         if (arg->status_change_nid >= 0)
1509                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1510 }
1511
1512 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1513                   unsigned long end_pfn)
1514 {
1515         unsigned long pfn, nr_pages;
1516         unsigned long offlined_pages = 0;
1517         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1518         unsigned long flags;
1519         unsigned long valid_start, valid_end;
1520         struct zone *zone;
1521         struct memory_notify arg;
1522         char *reason;
1523
1524         mem_hotplug_begin();
1525
1526         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1527            we assume this for now. .*/
1528         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1529                                   &valid_end)) {
1530                 ret = -EINVAL;
1531                 reason = "multizone range";
1532                 goto failed_removal;
1533         }
1534
1535         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1536         node = zone_to_nid(zone);
1537         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1538
1539         /* set above range as isolated */
1540         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1541                                        MIGRATE_MOVABLE,
1542                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1543         if (ret < 0) {
1544                 reason = "failure to isolate range";
1545                 goto failed_removal;
1546         }
1547         nr_isolate_pageblock = ret;
1548
1549         arg.start_pfn = start_pfn;
1550         arg.nr_pages = nr_pages;
1551         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1552
1553         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1554         ret = notifier_to_errno(ret);
1555         if (ret) {
1556                 reason = "notifier failure";
1557                 goto failed_removal_isolated;
1558         }
1559
1560         do {
1561                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1562                         if (signal_pending(current)) {
1563                                 ret = -EINTR;
1564                                 reason = "signal backoff";
1565                                 goto failed_removal_isolated;
1566                         }
1567
1568                         cond_resched();
1569                         lru_add_drain_all();
1570
1571                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1572                         if (pfn) {
1573                                 /*
1574                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1575                                  * out
1576                                  */
1577                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1578                         }
1579                 }
1580
1581                 /*
1582                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1583                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1584                  * counting consistent.
1585                  */
1586                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1587                 if (ret) {
1588                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1589                         goto failed_removal_isolated;
1590                 }
1591                 /* check again */
1592                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1593                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1594         } while (ret);
1595
1596         /* Ok, all of our target is isolated.
1597            We cannot do rollback at this point. */
1598         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1599                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1600         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1601         /*
1602          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1603          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1604          * pageblocks zone counter here.
1605          */
1606         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1607         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1608         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1609
1610         /* removal success */
1611         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1612         zone->present_pages -= offlined_pages;
1613
1614         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1615         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1616         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1617
1618         init_per_zone_wmark_min();
1619
1620         if (!populated_zone(zone)) {
1621                 zone_pcp_reset(zone);
1622                 build_all_zonelists(NULL);
1623         } else
1624                 zone_pcp_update(zone);
1625
1626         node_states_clear_node(node, &arg);
1627         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1628                 kswapd_stop(node);
1629                 kcompactd_stop(node);
1630         }
1631
1632         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1633         writeback_set_ratelimit();
1634
1635         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1636         mem_hotplug_done();
1637         return 0;
1638
1639 failed_removal_isolated:
1640         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1641         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1642 failed_removal:
1643         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1644                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1645                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1646                  reason);
1647         /* pushback to free area */
1648         mem_hotplug_done();
1649         return ret;
1650 }
1651
1652 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1653 {
1654         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1655 }
1656
1657 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1658 {
1659         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1660
1661         if (unlikely(ret)) {
1662                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1663
1664                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1665                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1666                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1667                         &beginpa, &endpa);
1668
1669                 return -EBUSY;
1670         }
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1675 {
1676         int cpu;
1677
1678         for_each_present_cpu(cpu) {
1679                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1680                         /*
1681                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1682                          * offline this node.
1683                          */
1684                         return -EBUSY;
1685         }
1686
1687         return 0;
1688 }
1689
1690 /**
1691  * try_offline_node
1692  * @nid: the node ID
1693  *
1694  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1695  *
1696  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1697  * and online/offline operations before this call.
1698  */
1699 void try_offline_node(int nid)
1700 {
1701         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1702         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1703         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1704         unsigned long pfn;
1705
1706         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1707                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1708
1709                 if (!present_section_nr(section_nr))
1710                         continue;
1711
1712                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1713                         continue;
1714
1715                 /*
1716                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1717                  * can't offline node now.
1718                  */
1719                 return;
1720         }
1721
1722         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1723                 return;
1724
1725         /*
1726          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1727          * node now.
1728          */
1729         node_set_offline(nid);
1730         unregister_one_node(nid);
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1733
1734 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1735                                       resource_size_t size)
1736 {
1737         int ret;
1738
1739         /*
1740          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1741          * this function never fails. It might only fail if resources
1742          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1743          * removing of memory cannot fail.
1744          */
1745         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1746         if (ret) {
1747                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1748
1749                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1750                         &start, &endres, ret);
1751         }
1752 }
1753
1754 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1755 {
1756         int rc = 0;
1757
1758         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1759
1760         mem_hotplug_begin();
1761
1762         /*
1763          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1764          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1765          * if this is not the case.
1766          */
1767         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1768         if (rc)
1769                 goto done;
1770
1771         /* remove memmap entry */
1772         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1773         memblock_free(start, size);
1774         memblock_remove(start, size);
1775
1776         /* remove memory block devices before removing memory */
1777         remove_memory_block_devices(start, size);
1778
1779         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1780         __release_memory_resource(start, size);
1781
1782         try_offline_node(nid);
1783
1784 done:
1785         mem_hotplug_done();
1786         return rc;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * remove_memory
1791  * @nid: the node ID
1792  * @start: physical address of the region to remove
1793  * @size: size of the region to remove
1794  *
1795  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1796  * and online/offline operations before this call, as required by
1797  * try_offline_node().
1798  */
1799 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1800 {
1801
1802         /*
1803          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1804          * function
1805          */
1806         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1807                 BUG();
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1812  * some memory is not offline
1813  */
1814 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1815 {
1816         int rc;
1817
1818         lock_device_hotplug();
1819         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1820         unlock_device_hotplug();
1821
1822         return rc;
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1825 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */