mm/memory_hotplug.c

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