Merge branch 'locking-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 /* The same as the cpu_hotplug lock, but for memory hotplug. */
56 static struct {
57         struct task_struct *active_writer;
58         struct mutex lock; /* Synchronizes accesses to refcount, */
59         /*
60          * Also blocks the new readers during
61          * an ongoing mem hotplug operation.
62          */
63         int refcount;
64
65 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
66         struct lockdep_map dep_map;
67 #endif
68 } mem_hotplug = {
69         .active_writer = NULL,
70         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(mem_hotplug.lock),
71         .refcount = 0,
72 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
73         .dep_map = {.name = "mem_hotplug.lock" },
74 #endif
75 };
76
77 /* Lockdep annotations for get/put_online_mems() and mem_hotplug_begin/end() */
78 #define memhp_lock_acquire_read() lock_map_acquire_read(&mem_hotplug.dep_map)
79 #define memhp_lock_acquire()      lock_map_acquire(&mem_hotplug.dep_map)
80 #define memhp_lock_release()      lock_map_release(&mem_hotplug.dep_map)
81
82 bool movable_node_enabled = false;
83
84 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
85 bool memhp_auto_online;
86 #else
87 bool memhp_auto_online = true;
88 #endif
89 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
90
91 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
92 {
93         if (!strcmp(str, "online"))
94                 memhp_auto_online = true;
95         else if (!strcmp(str, "offline"))
96                 memhp_auto_online = false;
97
98         return 1;
99 }
100 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
101
102 void get_online_mems(void)
103 {
104         might_sleep();
105         if (mem_hotplug.active_writer == current)
106                 return;
107         memhp_lock_acquire_read();
108         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
109         mem_hotplug.refcount++;
110         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
111
112 }
113
114 void put_online_mems(void)
115 {
116         if (mem_hotplug.active_writer == current)
117                 return;
118         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
119
120         if (WARN_ON(!mem_hotplug.refcount))
121                 mem_hotplug.refcount++; /* try to fix things up */
122
123         if (!--mem_hotplug.refcount && unlikely(mem_hotplug.active_writer))
124                 wake_up_process(mem_hotplug.active_writer);
125         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
126         memhp_lock_release();
127
128 }
129
130 /* Serializes write accesses to mem_hotplug.active_writer. */
131 static DEFINE_MUTEX(memory_add_remove_lock);
132
133 void mem_hotplug_begin(void)
134 {
135         mutex_lock(&memory_add_remove_lock);
136
137         mem_hotplug.active_writer = current;
138
139         memhp_lock_acquire();
140         for (;;) {
141                 mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
142                 if (likely(!mem_hotplug.refcount))
143                         break;
144                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
145                 mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
146                 schedule();
147         }
148 }
149
150 void mem_hotplug_done(void)
151 {
152         mem_hotplug.active_writer = NULL;
153         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
154         memhp_lock_release();
155         mutex_unlock(&memory_add_remove_lock);
156 }
157
158 /* add this memory to iomem resource */
159 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
160 {
161         struct resource *res;
162         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
163         if (!res)
164                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
165
166         res->name = "System RAM";
167         res->start = start;
168         res->end = start + size - 1;
169         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
170         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
171                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
172                 kfree(res);
173                 return ERR_PTR(-EEXIST);
174         }
175         return res;
176 }
177
178 static void release_memory_resource(struct resource *res)
179 {
180         if (!res)
181                 return;
182         release_resource(res);
183         kfree(res);
184         return;
185 }
186
187 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
188 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
189                       unsigned long type)
190 {
191         page->freelist = (void *)type;
192         SetPagePrivate(page);
193         set_page_private(page, info);
194         page_ref_inc(page);
195 }
196
197 void put_page_bootmem(struct page *page)
198 {
199         unsigned long type;
200
201         type = (unsigned long) page->freelist;
202         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
203                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
204
205         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
206                 page->freelist = NULL;
207                 ClearPagePrivate(page);
208                 set_page_private(page, 0);
209                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
210                 free_reserved_page(page);
211         }
212 }
213
214 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
215 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
216 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
217 {
218         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
219         struct mem_section *ms;
220         struct page *page, *memmap;
221
222         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
223         ms = __nr_to_section(section_nr);
224
225         /* Get section's memmap address */
226         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
227
228         /*
229          * Get page for the memmap's phys address
230          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
231          */
232         page = virt_to_page(memmap);
233         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
234         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
235
236         /* remember memmap's page */
237         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
238                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
239
240         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
241         page = virt_to_page(usemap);
242
243         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
244
245         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
246                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
247
248 }
249 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
250 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
251 {
252         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
253         struct mem_section *ms;
254         struct page *page, *memmap;
255
256         if (!pfn_valid(start_pfn))
257                 return;
258
259         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
260         ms = __nr_to_section(section_nr);
261
262         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
263
264         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
265
266         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
267         page = virt_to_page(usemap);
268
269         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
270
271         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
272                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
273 }
274 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
275
276 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
277 {
278         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
279         int node = pgdat->node_id;
280         struct page *page;
281
282         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
283         page = virt_to_page(pgdat);
284
285         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
286                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
287
288         pfn = pgdat->node_start_pfn;
289         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
290
291         /* register section info */
292         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
293                 /*
294                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
295                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
296                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
297                  * reside in some other nodes.
298                  */
299                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
300                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
301         }
302 }
303 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
304
305 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
306                 bool want_memblock)
307 {
308         int ret;
309         int i;
310
311         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
312                 return -EEXIST;
313
314         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
315         if (ret < 0)
316                 return ret;
317
318         /*
319          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
320          * initialized state.
321          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
322          * relies on having page with the proper node.
323          */
324         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
325                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
326                 struct page *page;
327                 if (!pfn_valid(pfn))
328                         continue;
329
330                 page = pfn_to_page(pfn);
331                 set_page_node(page, nid);
332                 SetPageReserved(page);
333         }
334
335         if (!want_memblock)
336                 return 0;
337
338         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
339 }
340
341 /*
342  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
343  * expected that archs that support memory hotplug will
344  * call this function after deciding the zone to which to
345  * add the new pages.
346  */
347 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
348                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
349 {
350         unsigned long i;
351         int err = 0;
352         int start_sec, end_sec;
353         struct vmem_altmap *altmap;
354
355         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
356         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
357         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
358
359         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
360         if (altmap) {
361                 /*
362                  * Validate altmap is within bounds of the total request
363                  */
364                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
365                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
366                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
367                         err = -EINVAL;
368                         goto out;
369                 }
370                 altmap->alloc = 0;
371         }
372
373         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
374                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
375
376                 /*
377                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
378                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
379                  * Warning will be printed if there is collision.
380                  */
381                 if (err && (err != -EEXIST))
382                         break;
383                 err = 0;
384         }
385         vmemmap_populate_print_last();
386 out:
387         return err;
388 }
389 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
390
391 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
392 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
393 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
394                                      unsigned long start_pfn,
395                                      unsigned long end_pfn)
396 {
397         struct mem_section *ms;
398
399         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
400                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
401
402                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
403                         continue;
404
405                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
406                         continue;
407
408                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
409                         continue;
410
411                 return start_pfn;
412         }
413
414         return 0;
415 }
416
417 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
418 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
419                                     unsigned long start_pfn,
420                                     unsigned long end_pfn)
421 {
422         struct mem_section *ms;
423         unsigned long pfn;
424
425         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
426         pfn = end_pfn - 1;
427         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
428                 ms = __pfn_to_section(pfn);
429
430                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
431                         continue;
432
433                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
434                         continue;
435
436                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
437                         continue;
438
439                 return pfn;
440         }
441
442         return 0;
443 }
444
445 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
446                              unsigned long end_pfn)
447 {
448         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
449         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
450         unsigned long zone_end_pfn = z;
451         unsigned long pfn;
452         struct mem_section *ms;
453         int nid = zone_to_nid(zone);
454
455         zone_span_writelock(zone);
456         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
457                 /*
458                  * If the section is smallest section in the zone, it need
459                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
460                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
461                  * for shrinking zone.
462                  */
463                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
464                                                 zone_end_pfn);
465                 if (pfn) {
466                         zone->zone_start_pfn = pfn;
467                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
468                 }
469         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
470                 /*
471                  * If the section is biggest section in the zone, it need
472                  * shrink zone->spanned_pages.
473                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
474                  * shrinking zone.
475                  */
476                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
477                                                start_pfn);
478                 if (pfn)
479                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
480         }
481
482         /*
483          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
484          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
485          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
486          * it check the zone has only hole or not.
487          */
488         pfn = zone_start_pfn;
489         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
490                 ms = __pfn_to_section(pfn);
491
492                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
493                         continue;
494
495                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
496                         continue;
497
498                  /* If the section is current section, it continues the loop */
499                 if (start_pfn == pfn)
500                         continue;
501
502                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
503                 zone_span_writeunlock(zone);
504                 return;
505         }
506
507         /* The zone has no valid section */
508         zone->zone_start_pfn = 0;
509         zone->spanned_pages = 0;
510         zone_span_writeunlock(zone);
511 }
512
513 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
514                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
515 {
516         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
517         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
518         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
519         unsigned long pfn;
520         struct mem_section *ms;
521         int nid = pgdat->node_id;
522
523         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
524                 /*
525                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
526                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
527                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
528                  * for shrinking zone.
529                  */
530                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
531                                                 pgdat_end_pfn);
532                 if (pfn) {
533                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
534                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
535                 }
536         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
537                 /*
538                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
539                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
540                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
541                  * shrinking zone.
542                  */
543                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
544                                                start_pfn);
545                 if (pfn)
546                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
547         }
548
549         /*
550          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
551          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
552          * change the pgdat.
553          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
554          * has only hole or not.
555          */
556         pfn = pgdat_start_pfn;
557         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
558                 ms = __pfn_to_section(pfn);
559
560                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
561                         continue;
562
563                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
564                         continue;
565
566                  /* If the section is current section, it continues the loop */
567                 if (start_pfn == pfn)
568                         continue;
569
570                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
571                 return;
572         }
573
574         /* The pgdat has no valid section */
575         pgdat->node_start_pfn = 0;
576         pgdat->node_spanned_pages = 0;
577 }
578
579 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
580 {
581         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
582         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
583         int zone_type;
584         unsigned long flags;
585
586         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
587
588         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
589         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
590         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
591         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
592 }
593
594 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
595                 unsigned long map_offset)
596 {
597         unsigned long start_pfn;
598         int scn_nr;
599         int ret = -EINVAL;
600
601         if (!valid_section(ms))
602                 return ret;
603
604         ret = unregister_memory_section(ms);
605         if (ret)
606                 return ret;
607
608         scn_nr = __section_nr(ms);
609         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
610         __remove_zone(zone, start_pfn);
611
612         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
613         return 0;
614 }
615
616 /**
617  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
618  * @zone: zone from which pages need to be removed
619  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
620  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
621  *
622  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
623  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
624  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
625  * calling offline_pages().
626  */
627 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
628                  unsigned long nr_pages)
629 {
630         unsigned long i;
631         unsigned long map_offset = 0;
632         int sections_to_remove, ret = 0;
633
634         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
635         if (is_dev_zone(zone)) {
636                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
637                 struct vmem_altmap *altmap;
638
639                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
640                 if (altmap)
641                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
642         } else {
643                 resource_size_t start, size;
644
645                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
646                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
647
648                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
649                                         size);
650                 if (ret) {
651                         resource_size_t endres = start + size - 1;
652
653                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
654                                         &start, &endres, ret);
655                 }
656         }
657
658         clear_zone_contiguous(zone);
659
660         /*
661          * We can only remove entire sections
662          */
663         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
664         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
665
666         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
667         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
668                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
669
670                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
671                 map_offset = 0;
672                 if (ret)
673                         break;
674         }
675
676         set_zone_contiguous(zone);
677
678         return ret;
679 }
680 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
681
682 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
683 {
684         int rc = -EINVAL;
685
686         get_online_mems();
687         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
688
689         if (online_page_callback == generic_online_page) {
690                 online_page_callback = callback;
691                 rc = 0;
692         }
693
694         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
695         put_online_mems();
696
697         return rc;
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
700
701 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
702 {
703         int rc = -EINVAL;
704
705         get_online_mems();
706         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
707
708         if (online_page_callback == callback) {
709                 online_page_callback = generic_online_page;
710                 rc = 0;
711         }
712
713         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
714         put_online_mems();
715
716         return rc;
717 }
718 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
719
720 void __online_page_set_limits(struct page *page)
721 {
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
724
725 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
726 {
727         adjust_managed_page_count(page, 1);
728 }
729 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
730
731 void __online_page_free(struct page *page)
732 {
733         __free_reserved_page(page);
734 }
735 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
736
737 static void generic_online_page(struct page *page)
738 {
739         __online_page_set_limits(page);
740         __online_page_increment_counters(page);
741         __online_page_free(page);
742 }
743
744 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
745                         void *arg)
746 {
747         unsigned long i;
748         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
749         struct page *page;
750
751         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
752                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
753                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
754                         (*online_page_callback)(page);
755                         onlined_pages++;
756                 }
757
758         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
759
760         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
761         return 0;
762 }
763
764 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
765 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
766         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
767 {
768         int nid = zone_to_nid(zone);
769         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
770
771         /*
772          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
773          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
774          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
775          *
776          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
777          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
778          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
779          */
780         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
781                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
782
783         /*
784          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
785          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
786          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
787          * the memory is online.
788          */
789         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
790                 arg->status_change_nid_normal = nid;
791         else
792                 arg->status_change_nid_normal = -1;
793
794 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
795         /*
796          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
797          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
798          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
799          *
800          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
801          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
802          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
803          */
804         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
805         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
806                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
807
808         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
809                 arg->status_change_nid_high = nid;
810         else
811                 arg->status_change_nid_high = -1;
812 #else
813         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
814 #endif
815
816         /*
817          * if the node don't have memory befor online, we will need to
818          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
819          * is online.
820          */
821         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
822                 arg->status_change_nid = nid;
823         else
824                 arg->status_change_nid = -1;
825 }
826
827 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
828 {
829         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
830                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
831
832         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
833                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
834
835         node_set_state(node, N_MEMORY);
836 }
837
838 bool allow_online_pfn_range(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
839 {
840         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
841         struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
842         struct zone *default_zone = default_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
843
844         /*
845          * TODO there shouldn't be any inherent reason to have ZONE_NORMAL
846          * physically before ZONE_MOVABLE. All we need is they do not
847          * overlap. Historically we didn't allow ZONE_NORMAL after ZONE_MOVABLE
848          * though so let's stick with it for simplicity for now.
849          * TODO make sure we do not overlap with ZONE_DEVICE
850          */
851         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL) {
852                 if (zone_is_empty(movable_zone))
853                         return true;
854                 return movable_zone->zone_start_pfn >= pfn + nr_pages;
855         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
856                 return zone_end_pfn(default_zone) <= pfn;
857         }
858
859         /* MMOP_ONLINE_KEEP will always succeed and inherits the current zone */
860         return online_type == MMOP_ONLINE_KEEP;
861 }
862
863 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
864                 unsigned long nr_pages)
865 {
866         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
867
868         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
869                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
870
871         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
872 }
873
874 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
875                                      unsigned long nr_pages)
876 {
877         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
878
879         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
880                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
881
882         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
883 }
884
885 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
886                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
887 {
888         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
889         int nid = pgdat->node_id;
890         unsigned long flags;
891
892         if (zone_is_empty(zone))
893                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
894
895         clear_zone_contiguous(zone);
896
897         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
898         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
899         zone_span_writelock(zone);
900         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
901         zone_span_writeunlock(zone);
902         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
903         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
904
905         /*
906          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
907          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
908          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
909          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
910          */
911         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
912
913         set_zone_contiguous(zone);
914 }
915
916 /*
917  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
918  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
919  * to the ZONE_NORMAL.
920  */
921 struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
922                 unsigned long nr_pages)
923 {
924         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
925         int zid;
926
927         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
928                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
929
930                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
931                         return zone;
932         }
933
934         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
935 }
936
937 /*
938  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
939  * for the given online type.
940  */
941 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
942                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
943 {
944         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
945         struct zone *zone = default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
946
947         if (online_type == MMOP_ONLINE_KEEP) {
948                 struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
949                 /*
950                  * MMOP_ONLINE_KEEP defaults to MMOP_ONLINE_KERNEL but use
951                  * movable zone if that is not possible (e.g. we are within
952                  * or past the existing movable zone)
953                  */
954                 if (!allow_online_pfn_range(nid, start_pfn, nr_pages,
955                                         MMOP_ONLINE_KERNEL))
956                         zone = movable_zone;
957         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
958                 zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
959         }
960
961         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
962         return zone;
963 }
964
965 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
966 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
967 {
968         unsigned long flags;
969         unsigned long onlined_pages = 0;
970         struct zone *zone;
971         int need_zonelists_rebuild = 0;
972         int nid;
973         int ret;
974         struct memory_notify arg;
975
976         nid = pfn_to_nid(pfn);
977         if (!allow_online_pfn_range(nid, pfn, nr_pages, online_type))
978                 return -EINVAL;
979
980         /* associate pfn range with the zone */
981         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
982
983         arg.start_pfn = pfn;
984         arg.nr_pages = nr_pages;
985         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
986
987         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
988         ret = notifier_to_errno(ret);
989         if (ret)
990                 goto failed_addition;
991
992         /*
993          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
994          * This means the page allocator ignores this zone.
995          * So, zonelist must be updated after online.
996          */
997         mutex_lock(&zonelists_mutex);
998         if (!populated_zone(zone)) {
999                 need_zonelists_rebuild = 1;
1000                 build_all_zonelists(NULL, zone);
1001         }
1002
1003         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
1004                 online_pages_range);
1005         if (ret) {
1006                 if (need_zonelists_rebuild)
1007                         zone_pcp_reset(zone);
1008                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1009                 goto failed_addition;
1010         }
1011
1012         zone->present_pages += onlined_pages;
1013
1014         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1015         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
1016         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1017
1018         if (onlined_pages) {
1019                 node_states_set_node(nid, &arg);
1020                 if (need_zonelists_rebuild)
1021                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
1022                 else
1023                         zone_pcp_update(zone);
1024         }
1025
1026         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1027
1028         init_per_zone_wmark_min();
1029
1030         if (onlined_pages) {
1031                 kswapd_run(nid);
1032                 kcompactd_run(nid);
1033         }
1034
1035         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1036
1037         writeback_set_ratelimit();
1038
1039         if (onlined_pages)
1040                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1041         return 0;
1042
1043 failed_addition:
1044         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1045                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1046                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1047         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1048         return ret;
1049 }
1050 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1051
1052 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1053 {
1054         struct zone *z;
1055
1056         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1057                 z->present_pages = 0;
1058
1059         pgdat->node_present_pages = 0;
1060 }
1061
1062 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1063 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1064 {
1065         struct pglist_data *pgdat;
1066         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1067         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1068         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1069
1070         pgdat = NODE_DATA(nid);
1071         if (!pgdat) {
1072                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1073                 if (!pgdat)
1074                         return NULL;
1075
1076                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1077         } else {
1078                 /*
1079                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1080                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1081                  * when it starts in the near future.
1082                  */
1083                 pgdat->nr_zones = 0;
1084                 pgdat->kswapd_order = 0;
1085                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1086         }
1087
1088         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1089
1090         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1091         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1092         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1093
1094         /*
1095          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1096          * to access not-initialized zonelist, build here.
1097          */
1098         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1099         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1100         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1101
1102         /*
1103          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1104          * free_area_init_core(), which will cause
1105          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1106          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1107          */
1108         reset_node_managed_pages(pgdat);
1109
1110         /*
1111          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1112          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1113          * online_pages() and offline_pages().
1114          */
1115         reset_node_present_pages(pgdat);
1116
1117         return pgdat;
1118 }
1119
1120 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1121 {
1122         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1123         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1124         arch_free_nodedata(pgdat);
1125         return;
1126 }
1127
1128
1129 /**
1130  * try_online_node - online a node if offlined
1131  *
1132  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1133  */
1134 int try_online_node(int nid)
1135 {
1136         pg_data_t       *pgdat;
1137         int     ret;
1138
1139         if (node_online(nid))
1140                 return 0;
1141
1142         mem_hotplug_begin();
1143         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1144         if (!pgdat) {
1145                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1146                 ret = -ENOMEM;
1147                 goto out;
1148         }
1149         node_set_online(nid);
1150         ret = register_one_node(nid);
1151         BUG_ON(ret);
1152
1153         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
1154                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1155                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1156                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1157         }
1158
1159 out:
1160         mem_hotplug_done();
1161         return ret;
1162 }
1163
1164 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1165 {
1166         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1167         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1168
1169         /* Memory range must be aligned with section */
1170         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1171             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1172                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1173                                 (unsigned long long)start,
1174                                 (unsigned long long)size);
1175                 return -EINVAL;
1176         }
1177
1178         return 0;
1179 }
1180
1181 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1182 {
1183         return device_online(&mem->dev);
1184 }
1185
1186 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1187 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1188 {
1189         u64 start, size;
1190         pg_data_t *pgdat = NULL;
1191         bool new_pgdat;
1192         bool new_node;
1193         int ret;
1194
1195         start = res->start;
1196         size = resource_size(res);
1197
1198         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1199         if (ret)
1200                 return ret;
1201
1202         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1203                 void *p = NODE_DATA(nid);
1204                 new_pgdat = !p;
1205         }
1206
1207         mem_hotplug_begin();
1208
1209         /*
1210          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1211          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1212          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1213          * be removed at hot-remove time.
1214          */
1215         memblock_add_node(start, size, nid);
1216
1217         new_node = !node_online(nid);
1218         if (new_node) {
1219                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1220                 ret = -ENOMEM;
1221                 if (!pgdat)
1222                         goto error;
1223         }
1224
1225         /* call arch's memory hotadd */
1226         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1227
1228         if (ret < 0)
1229                 goto error;
1230
1231         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1232         node_set_online(nid);
1233
1234         if (new_node) {
1235                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1236                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1237
1238                 ret = __register_one_node(nid);
1239                 if (ret)
1240                         goto register_fail;
1241
1242                 /*
1243                  * link memory sections under this node. This is already
1244                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1245                  * but that depends to have the node registered so offline
1246                  * nodes have to go through register_node.
1247                  * TODO clean up this mess.
1248                  */
1249                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1250 register_fail:
1251                 /*
1252                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1253                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1254                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1255                  */
1256                 BUG_ON(ret);
1257         }
1258
1259         /* create new memmap entry */
1260         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1261
1262         /* online pages if requested */
1263         if (online)
1264                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1265                                   NULL, online_memory_block);
1266
1267         goto out;
1268
1269 error:
1270         /* rollback pgdat allocation and others */
1271         if (new_pgdat)
1272                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1273         memblock_remove(start, size);
1274
1275 out:
1276         mem_hotplug_done();
1277         return ret;
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1280
1281 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1282 {
1283         struct resource *res;
1284         int ret;
1285
1286         res = register_memory_resource(start, size);
1287         if (IS_ERR(res))
1288                 return PTR_ERR(res);
1289
1290         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1291         if (ret < 0)
1292                 release_memory_resource(res);
1293         return ret;
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1296
1297 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1298 /*
1299  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1300  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1301  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1302  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1303  * be located at the start of the pageblock
1304  */
1305 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1306 {
1307         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1308 }
1309
1310 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1311 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1312 {
1313         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1314         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1315
1316         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1317         if (pageblock_free(page)) {
1318                 int order;
1319                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1320                 order = page_order(page);
1321                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1322                         return page + (1 << order);
1323         }
1324
1325         return page + pageblock_nr_pages;
1326 }
1327
1328 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1329 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1330 {
1331         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1332         struct page *end_page = page + nr_pages;
1333
1334         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1335         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1336                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1337                         return false;
1338                 cond_resched();
1339         }
1340
1341         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1342         return true;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1347  * When true, return its valid [start, end).
1348  */
1349 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1350                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1351 {
1352         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1353         unsigned long start, end;
1354         struct zone *zone = NULL;
1355         struct page *page;
1356         int i;
1357         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1358              pfn < end_pfn;
1359              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1360                 /* Make sure the memory section is present first */
1361                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1362                         continue;
1363                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1364                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1365                         i = 0;
1366                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1367                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1368                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1369                                 i++;
1370                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1371                                 continue;
1372                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1373                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1374                                 return 0;
1375                         if (!zone)
1376                                 start = pfn + i;
1377                         zone = page_zone(page);
1378                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1379                 }
1380         }
1381
1382         if (zone) {
1383                 *valid_start = start;
1384                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1385                 return 1;
1386         } else {
1387                 return 0;
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1393  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1394  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1395  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1396  */
1397 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1398 {
1399         unsigned long pfn;
1400         struct page *page;
1401         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1402                 if (pfn_valid(pfn)) {
1403                         page = pfn_to_page(pfn);
1404                         if (PageLRU(page))
1405                                 return pfn;
1406                         if (__PageMovable(page))
1407                                 return pfn;
1408                         if (PageHuge(page)) {
1409                                 if (page_huge_active(page))
1410                                         return pfn;
1411                                 else
1412                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1413                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1414                         }
1415                 }
1416         }
1417         return 0;
1418 }
1419
1420 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1421                 int **result)
1422 {
1423         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE;
1424         int nid = page_to_nid(page);
1425         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1426         struct page *new_page = NULL;
1427
1428         /*
1429          * TODO: allocate a destination hugepage from a nearest neighbor node,
1430          * accordance with memory policy of the user process if possible. For
1431          * now as a simple work-around, we use the next node for destination.
1432          */
1433         if (PageHuge(page))
1434                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1435                                         next_node_in(nid, nmask));
1436
1437         node_clear(nid, nmask);
1438
1439         if (PageHighMem(page)
1440             || (zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE))
1441                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1442
1443         if (!nodes_empty(nmask))
1444                 new_page = __alloc_pages_nodemask(gfp_mask, 0, nid, &nmask);
1445         if (!new_page)
1446                 new_page = __alloc_pages(gfp_mask, 0, nid);
1447
1448         return new_page;
1449 }
1450
1451 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1452 static int
1453 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1454 {
1455         unsigned long pfn;
1456         struct page *page;
1457         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1458         int not_managed = 0;
1459         int ret = 0;
1460         LIST_HEAD(source);
1461
1462         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1463                 if (!pfn_valid(pfn))
1464                         continue;
1465                 page = pfn_to_page(pfn);
1466
1467                 if (PageHuge(page)) {
1468                         struct page *head = compound_head(page);
1469                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1470                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1471                                 ret = -EBUSY;
1472                                 break;
1473                         }
1474                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1475                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1476                         continue;
1477                 }
1478
1479                 if (!get_page_unless_zero(page))
1480                         continue;
1481                 /*
1482                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1483                  * LRU and non-lru movable pages.
1484                  */
1485                 if (PageLRU(page))
1486                         ret = isolate_lru_page(page);
1487                 else
1488                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1489                 if (!ret) { /* Success */
1490                         put_page(page);
1491                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1492                         move_pages--;
1493                         if (!__PageMovable(page))
1494                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1495                                                     page_is_file_cache(page));
1496
1497                 } else {
1498 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1499                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1500                         dump_page(page, "isolation failed");
1501 #endif
1502                         put_page(page);
1503                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1504                            check this again here. */
1505                         if (page_count(page)) {
1506                                 not_managed++;
1507                                 ret = -EBUSY;
1508                                 break;
1509                         }
1510                 }
1511         }
1512         if (!list_empty(&source)) {
1513                 if (not_managed) {
1514                         putback_movable_pages(&source);
1515                         goto out;
1516                 }
1517
1518                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1519                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1520                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1521                 if (ret)
1522                         putback_movable_pages(&source);
1523         }
1524 out:
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1530  */
1531 static int
1532 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1533                         void *data)
1534 {
1535         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 static void
1540 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1541 {
1542         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1543                                 offline_isolated_pages_cb);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1548  */
1549 static int
1550 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1551                         void *data)
1552 {
1553         int ret;
1554         long offlined = *(long *)data;
1555         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1556         offlined = nr_pages;
1557         if (!ret)
1558                 *(long *)data += offlined;
1559         return ret;
1560 }
1561
1562 static long
1563 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1564 {
1565         long offlined = 0;
1566         int ret;
1567
1568         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1569                         check_pages_isolated_cb);
1570         if (ret < 0)
1571                 offlined = (long)ret;
1572         return offlined;
1573 }
1574
1575 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1576 {
1577 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1578         movable_node_enabled = true;
1579 #else
1580         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1581 #endif
1582         return 0;
1583 }
1584 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1585
1586 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1587 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1588                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1589 {
1590         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1591         unsigned long present_pages = 0;
1592         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1593
1594         /*
1595          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1596          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1597          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1598          *
1599          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1600          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1601          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1602          */
1603         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1604                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1605
1606         /*
1607          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1608          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1609          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1610          * become empty after offline , thus we can determind we will
1611          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1612          */
1613         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1614                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1615         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1616                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1617         else
1618                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1619
1620 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1621         /*
1622          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1623          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1624          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1625          *
1626          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1627          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1628          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1629          */
1630         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1631         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1632                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1633
1634         for (; zt <= zone_last; zt++)
1635                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1636         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1637                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1638         else
1639                 arg->status_change_nid_high = -1;
1640 #else
1641         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1642 #endif
1643
1644         /*
1645          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1646          */
1647         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1648
1649         /*
1650          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1651          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1652          * we can determind we will need to clear the node from
1653          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1654          */
1655         for (; zt <= zone_last; zt++)
1656                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1657         if (nr_pages >= present_pages)
1658                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1659         else
1660                 arg->status_change_nid = -1;
1661 }
1662
1663 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1664 {
1665         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1666                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1667
1668         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1669             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1670                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1671
1672         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1673             (arg->status_change_nid >= 0))
1674                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1675 }
1676
1677 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1678                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1679 {
1680         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1681         long offlined_pages;
1682         int ret, drain, retry_max, node;
1683         unsigned long flags;
1684         unsigned long valid_start, valid_end;
1685         struct zone *zone;
1686         struct memory_notify arg;
1687
1688         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1689         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1690                 return -EINVAL;
1691         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1692                 return -EINVAL;
1693         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1694            we assume this for now. .*/
1695         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1696                 return -EINVAL;
1697
1698         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1699         node = zone_to_nid(zone);
1700         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1701
1702         /* set above range as isolated */
1703         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1704                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1705         if (ret)
1706                 return ret;
1707
1708         arg.start_pfn = start_pfn;
1709         arg.nr_pages = nr_pages;
1710         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1711
1712         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1713         ret = notifier_to_errno(ret);
1714         if (ret)
1715                 goto failed_removal;
1716
1717         pfn = start_pfn;
1718         expire = jiffies + timeout;
1719         drain = 0;
1720         retry_max = 5;
1721 repeat:
1722         /* start memory hot removal */
1723         ret = -EAGAIN;
1724         if (time_after(jiffies, expire))
1725                 goto failed_removal;
1726         ret = -EINTR;
1727         if (signal_pending(current))
1728                 goto failed_removal;
1729         ret = 0;
1730         if (drain) {
1731                 lru_add_drain_all();
1732                 cond_resched();
1733                 drain_all_pages(zone);
1734         }
1735
1736         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1737         if (pfn) { /* We have movable pages */
1738                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1739                 if (!ret) {
1740                         drain = 1;
1741                         goto repeat;
1742                 } else {
1743                         if (ret < 0)
1744                                 if (--retry_max == 0)
1745                                         goto failed_removal;
1746                         yield();
1747                         drain = 1;
1748                         goto repeat;
1749                 }
1750         }
1751         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1752         lru_add_drain_all();
1753         yield();
1754         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1755         drain_all_pages(zone);
1756         /*
1757          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1758          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1759          */
1760         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1761         if (ret)
1762                 goto failed_removal;
1763         /* check again */
1764         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1765         if (offlined_pages < 0) {
1766                 ret = -EBUSY;
1767                 goto failed_removal;
1768         }
1769         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1770         /* Ok, all of our target is isolated.
1771            We cannot do rollback at this point. */
1772         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1773         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1774         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1775         /* removal success */
1776         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1777         zone->present_pages -= offlined_pages;
1778
1779         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1780         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1781         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1782
1783         init_per_zone_wmark_min();
1784
1785         if (!populated_zone(zone)) {
1786                 zone_pcp_reset(zone);
1787                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1788                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1789                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1790         } else
1791                 zone_pcp_update(zone);
1792
1793         node_states_clear_node(node, &arg);
1794         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1795                 kswapd_stop(node);
1796                 kcompactd_stop(node);
1797         }
1798
1799         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1800         writeback_set_ratelimit();
1801
1802         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1803         return 0;
1804
1805 failed_removal:
1806         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1807                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1808                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1809         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1810         /* pushback to free area */
1811         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1812         return ret;
1813 }
1814
1815 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
1816 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1817 {
1818         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1819 }
1820 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1821
1822 /**
1823  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1824  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1825  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1826  * @arg: argument passed to func
1827  * @func: callback for each memory section walked
1828  *
1829  * This function walks through all present mem sections in range
1830  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1831  *
1832  * Returns the return value of func.
1833  */
1834 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1835                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1836 {
1837         struct memory_block *mem = NULL;
1838         struct mem_section *section;
1839         unsigned long pfn, section_nr;
1840         int ret;
1841
1842         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1843                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1844                 if (!present_section_nr(section_nr))
1845                         continue;
1846
1847                 section = __nr_to_section(section_nr);
1848                 /* same memblock? */
1849                 if (mem)
1850                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1851                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1852                                 continue;
1853
1854                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1855                 if (!mem)
1856                         continue;
1857
1858                 ret = func(mem, arg);
1859                 if (ret) {
1860                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1861                         return ret;
1862                 }
1863         }
1864
1865         if (mem)
1866                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1867
1868         return 0;
1869 }
1870
1871 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1872 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1873 {
1874         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1875
1876         if (unlikely(ret)) {
1877                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1878
1879                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1880                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1881                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1882                         &beginpa, &endpa);
1883         }
1884
1885         return ret;
1886 }
1887
1888 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1889 {
1890         int cpu;
1891
1892         for_each_present_cpu(cpu) {
1893                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1894                         /*
1895                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1896                          * offline this node.
1897                          */
1898                         return -EBUSY;
1899         }
1900
1901         return 0;
1902 }
1903
1904 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1905 {
1906 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1907         int cpu;
1908
1909         for_each_possible_cpu(cpu)
1910                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1911                         numa_clear_node(cpu);
1912 #endif
1913 }
1914
1915 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1916 {
1917         int ret;
1918
1919         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1920         if (ret)
1921                 return ret;
1922
1923         /*
1924          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1925          * the cpu_to_node() now.
1926          */
1927
1928         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1929         return 0;
1930 }
1931
1932 /**
1933  * try_offline_node
1934  *
1935  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1936  *
1937  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1938  * and online/offline operations before this call.
1939  */
1940 void try_offline_node(int nid)
1941 {
1942         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1943         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1944         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1945         unsigned long pfn;
1946
1947         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1948                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1949
1950                 if (!present_section_nr(section_nr))
1951                         continue;
1952
1953                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1954                         continue;
1955
1956                 /*
1957                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1958                  * can't offline node now.
1959                  */
1960                 return;
1961         }
1962
1963         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1964                 return;
1965
1966         /*
1967          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1968          * node now.
1969          */
1970         node_set_offline(nid);
1971         unregister_one_node(nid);
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1974
1975 /**
1976  * remove_memory
1977  *
1978  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1979  * and online/offline operations before this call, as required by
1980  * try_offline_node().
1981  */
1982 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1983 {
1984         int ret;
1985
1986         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1987
1988         mem_hotplug_begin();
1989
1990         /*
1991          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1992          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1993          * if this is not the case.
1994          */
1995         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1996                                 check_memblock_offlined_cb);
1997         if (ret)
1998                 BUG();
1999
2000         /* remove memmap entry */
2001         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2002         memblock_free(start, size);
2003         memblock_remove(start, size);
2004
2005         arch_remove_memory(start, size);
2006
2007         try_offline_node(nid);
2008
2009         mem_hotplug_done();
2010 }
2011 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2012 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */