mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/compaction.h>
  37 #include <linux/rmap.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* 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(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                 cond_resched();
 591                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 592                                 altmap);
 593                 map_offset = 0;
 594                 if (ret)
 595                         break;
 596         }
 597
 598         set_zone_contiguous(zone);
 599
 600         return ret;
 601 }
 602 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 603
 604 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 605 {
 606         int rc = -EINVAL;
 607
 608         get_online_mems();
 609         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 610
 611         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 612                 online_page_callback = callback;
 613                 rc = 0;
 614         }
 615
 616         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 617         put_online_mems();
 618
 619         return rc;
 620 }
 621 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 622
 623 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 624 {
 625         int rc = -EINVAL;
 626
 627         get_online_mems();
 628         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 629
 630         if (online_page_callback == callback) {
 631                 online_page_callback = generic_online_page;
 632                 rc = 0;
 633         }
 634
 635         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 636         put_online_mems();
 637
 638         return rc;
 639 }
 640 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 641
 642 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 643 {
 644 }
 645 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 646
 647 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 648 {
 649         adjust_managed_page_count(page, 1);
 650 }
 651 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 652
 653 void __online_page_free(struct page *page)
 654 {
 655         __free_reserved_page(page);
 656 }
 657 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 658
 659 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 660 {
 661         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 662         __free_pages_core(page, order);
 663         totalram_pages_add(1UL << order);
 664 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 665         if (PageHighMem(page))
 666                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 667 #endif
 668 }
 669
 670 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
 671 {
 672         unsigned long end = start + nr_pages;
 673         int order, onlined_pages = 0;
 674
 675         while (start < end) {
 676                 order = min(MAX_ORDER - 1,
 677                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
 678                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
 679
 680                 onlined_pages += (1UL << order);
 681                 start += (1UL << order);
 682         }
 683         return onlined_pages;
 684 }
 685
 686 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 687                         void *arg)
 688 {
 689         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 690
 691         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 692                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
 693
 694         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 695
 696         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 697         return 0;
 698 }
 699
 700 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 701 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 702         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 703 {
 704         int nid = zone_to_nid(zone);
 705
 706         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 707         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 708         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 709
 710         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 711                 arg->status_change_nid = nid;
 712         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 713                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 714 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 715         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 716                 arg->status_change_nid_high = nid;
 717 #endif
 718 }
 719
 720 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 721 {
 722         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 723                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 724
 725         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 726                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 727
 728         if (arg->status_change_nid >= 0)
 729                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 730 }
 731
 732 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 733                 unsigned long nr_pages)
 734 {
 735         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 736
 737         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 738                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 739
 740         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 741 }
 742
 743 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 744                                      unsigned long nr_pages)
 745 {
 746         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 747
 748         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 749                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 750
 751         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 752 }
 753
 754 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 755                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 756 {
 757         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 758         int nid = pgdat->node_id;
 759         unsigned long flags;
 760
 761         clear_zone_contiguous(zone);
 762
 763         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 764         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 765         zone_span_writelock(zone);
 766         if (zone_is_empty(zone))
 767                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 768         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 769         zone_span_writeunlock(zone);
 770         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 771         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 772
 773         /*
 774          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 775          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 776          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 777          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 778          */
 779         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 780                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 781
 782         set_zone_contiguous(zone);
 783 }
 784
 785 /*
 786  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 787  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 788  * to the ZONE_NORMAL.
 789  */
 790 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 791                 unsigned long nr_pages)
 792 {
 793         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 794         int zid;
 795
 796         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 797                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 798
 799                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 800                         return zone;
 801         }
 802
 803         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 804 }
 805
 806 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 807                 unsigned long nr_pages)
 808 {
 809         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 810                         nr_pages);
 811         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 812         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 813         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 814
 815         /*
 816          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 817          * overlap in the given range
 818          */
 819         if (in_kernel ^ in_movable)
 820                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 821
 822         /*
 823          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 824          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 825          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 826          */
 827         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 828 }
 829
 830 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 831                 unsigned long nr_pages)
 832 {
 833         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 834                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 835
 836         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 837                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 838
 839         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 840 }
 841
 842 /*
 843  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 844  * for the given online type.
 845  */
 846 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 847                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 848 {
 849         struct zone *zone;
 850
 851         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 852         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 853         return zone;
 854 }
 855
 856 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 857 {
 858         unsigned long flags;
 859         unsigned long onlined_pages = 0;
 860         struct zone *zone;
 861         int need_zonelists_rebuild = 0;
 862         int nid;
 863         int ret;
 864         struct memory_notify arg;
 865         struct memory_block *mem;
 866
 867         mem_hotplug_begin();
 868
 869         /*
 870          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 871          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 872          */
 873         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 874         nid = mem->nid;
 875
 876         /* associate pfn range with the zone */
 877         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 878
 879         arg.start_pfn = pfn;
 880         arg.nr_pages = nr_pages;
 881         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 882
 883         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 884         ret = notifier_to_errno(ret);
 885         if (ret)
 886                 goto failed_addition;
 887
 888         /*
 889          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 890          * This means the page allocator ignores this zone.
 891          * So, zonelist must be updated after online.
 892          */
 893         if (!populated_zone(zone)) {
 894                 need_zonelists_rebuild = 1;
 895                 setup_zone_pageset(zone);
 896         }
 897
 898         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 899                 online_pages_range);
 900         if (ret) {
 901                 if (need_zonelists_rebuild)
 902                         zone_pcp_reset(zone);
 903                 goto failed_addition;
 904         }
 905
 906         zone->present_pages += onlined_pages;
 907
 908         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 909         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 910         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 911
 912         if (onlined_pages) {
 913                 node_states_set_node(nid, &arg);
 914                 if (need_zonelists_rebuild)
 915                         build_all_zonelists(NULL);
 916                 else
 917                         zone_pcp_update(zone);
 918         }
 919
 920         init_per_zone_wmark_min();
 921
 922         if (onlined_pages) {
 923                 kswapd_run(nid);
 924                 kcompactd_run(nid);
 925         }
 926
 927         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 928
 929         writeback_set_ratelimit();
 930
 931         if (onlined_pages)
 932                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 933         mem_hotplug_done();
 934         return 0;
 935
 936 failed_addition:
 937         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 938                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 939                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 940         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 941         mem_hotplug_done();
 942         return ret;
 943 }
 944 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 945
 946 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 947 {
 948         struct zone *z;
 949
 950         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 951                 z->present_pages = 0;
 952
 953         pgdat->node_present_pages = 0;
 954 }
 955
 956 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 957 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 958 {
 959         struct pglist_data *pgdat;
 960         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 961
 962         pgdat = NODE_DATA(nid);
 963         if (!pgdat) {
 964                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 965                 if (!pgdat)
 966                         return NULL;
 967
 968                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 969         } else {
 970                 /*
 971                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 972                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 973                  * when it starts in the near future.
 974                  */
 975                 pgdat->nr_zones = 0;
 976                 pgdat->kswapd_order = 0;
 977                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 978         }
 979
 980         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 981
 982         pgdat->node_id = nid;
 983         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 984
 985         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 986         free_area_init_core_hotplug(nid);
 987         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 988
 989         /*
 990          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 991          * to access not-initialized zonelist, build here.
 992          */
 993         build_all_zonelists(pgdat);
 994
 995         /*
 996          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 997          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 998          * online_pages() and offline_pages().
 999          */
1000         reset_node_managed_pages(pgdat);
1001         reset_node_present_pages(pgdat);
1002
1003         return pgdat;
1004 }
1005
1006 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1007 {
1008         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1009
1010         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1011         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1012         arch_free_nodedata(pgdat);
1013         return;
1014 }
1015
1016
1017 /**
1018  * try_online_node - online a node if offlined
1019  * @nid: the node ID
1020  * @start: start addr of the node
1021  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1022  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1023  *
1024  * Returns:
1025  * 1 -> a new node has been allocated
1026  * 0 -> the node is already online
1027  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1028  */
1029 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1030 {
1031         pg_data_t *pgdat;
1032         int ret = 1;
1033
1034         if (node_online(nid))
1035                 return 0;
1036
1037         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1038         if (!pgdat) {
1039                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1040                 ret = -ENOMEM;
1041                 goto out;
1042         }
1043
1044         if (set_node_online) {
1045                 node_set_online(nid);
1046                 ret = register_one_node(nid);
1047                 BUG_ON(ret);
1048         }
1049 out:
1050         return ret;
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Users of this function always want to online/register the node
1055  */
1056 int try_online_node(int nid)
1057 {
1058         int ret;
1059
1060         mem_hotplug_begin();
1061         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1062         mem_hotplug_done();
1063         return ret;
1064 }
1065
1066 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1067 {
1068         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1069         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1070         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1071         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1072
1073         /* memory range must be block size aligned */
1074         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1075             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1076                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1077                        block_sz, start, size);
1078                 return -EINVAL;
1079         }
1080
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1085 {
1086         return device_online(&mem->dev);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1091  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1092  *
1093  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1094  */
1095 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1096 {
1097         u64 start, size;
1098         bool new_node = false;
1099         int ret;
1100
1101         start = res->start;
1102         size = resource_size(res);
1103
1104         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1105         if (ret)
1106                 return ret;
1107
1108         mem_hotplug_begin();
1109
1110         /*
1111          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1112          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1113          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1114          * be removed at hot-remove time.
1115          */
1116         memblock_add_node(start, size, nid);
1117
1118         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1119         if (ret < 0)
1120                 goto error;
1121         new_node = ret;
1122
1123         /* call arch's memory hotadd */
1124         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1125         if (ret < 0)
1126                 goto error;
1127
1128         if (new_node) {
1129                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1130                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1131                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1132                  * We online node here. We can't roll back from here.
1133                  */
1134                 node_set_online(nid);
1135                 ret = __register_one_node(nid);
1136                 BUG_ON(ret);
1137         }
1138
1139         /* link memory sections under this node.*/
1140         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1141         BUG_ON(ret);
1142
1143         /* create new memmap entry */
1144         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1145
1146         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1147         mem_hotplug_done();
1148
1149         /* online pages if requested */
1150         if (memhp_auto_online)
1151                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1152                                   NULL, online_memory_block);
1153
1154         return ret;
1155 error:
1156         /* rollback pgdat allocation and others */
1157         if (new_node)
1158                 rollback_node_hotadd(nid);
1159         memblock_remove(start, size);
1160         mem_hotplug_done();
1161         return ret;
1162 }
1163
1164 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1165 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1166 {
1167         struct resource *res;
1168         int ret;
1169
1170         res = register_memory_resource(start, size);
1171         if (IS_ERR(res))
1172                 return PTR_ERR(res);
1173
1174         ret = add_memory_resource(nid, res);
1175         if (ret < 0)
1176                 release_memory_resource(res);
1177         return ret;
1178 }
1179
1180 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1181 {
1182         int rc;
1183
1184         lock_device_hotplug();
1185         rc = __add_memory(nid, start, size);
1186         unlock_device_hotplug();
1187
1188         return rc;
1189 }
1190 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1191
1192 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1193 /*
1194  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1195  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1196  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1197  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1198  * be located at the start of the pageblock
1199  */
1200 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1201 {
1202         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1203 }
1204
1205 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1206 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1207 {
1208         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1209
1210         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1211         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1212
1213         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1214         if (pageblock_free(page)) {
1215                 int order;
1216                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1217                 order = page_order(page);
1218                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1219                         return pfn + (1 << order);
1220         }
1221
1222         return pfn + pageblock_nr_pages;
1223 }
1224
1225 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1226 {
1227         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1228         struct zone *zone;
1229
1230         /*
1231          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1232          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1233          * the zone but still within the section.
1234          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1235          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1236          */
1237         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1238                 return false;
1239
1240         zone = page_zone(page);
1241         pfn = page_to_pfn(page);
1242         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1243                 return false;
1244
1245         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1246 }
1247
1248 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1249 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1250 {
1251         unsigned long end_pfn, pfn;
1252
1253         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1254                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1255
1256         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1257         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1258                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1259                         return false;
1260                 cond_resched();
1261         }
1262
1263         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1264         return true;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1269  * When true, return its valid [start, end).
1270  */
1271 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1272                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1273 {
1274         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1275         unsigned long start, end;
1276         struct zone *zone = NULL;
1277         struct page *page;
1278         int i;
1279         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1280              pfn < end_pfn;
1281              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1282                 /* Make sure the memory section is present first */
1283                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1284                         continue;
1285                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1286                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1287                         i = 0;
1288                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1289                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1290                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1291                                 i++;
1292                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1293                                 continue;
1294                         /* Check if we got outside of the zone */
1295                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1296                                 return 0;
1297                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1298                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1299                                 return 0;
1300                         if (!zone)
1301                                 start = pfn + i;
1302                         zone = page_zone(page);
1303                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1304                 }
1305         }
1306
1307         if (zone) {
1308                 *valid_start = start;
1309                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1310                 return 1;
1311         } else {
1312                 return 0;
1313         }
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1318  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1319  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1320  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1321  */
1322 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1323 {
1324         unsigned long pfn;
1325
1326         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1327                 struct page *page, *head;
1328                 unsigned long skip;
1329
1330                 if (!pfn_valid(pfn))
1331                         continue;
1332                 page = pfn_to_page(pfn);
1333                 if (PageLRU(page))
1334                         return pfn;
1335                 if (__PageMovable(page))
1336                         return pfn;
1337
1338                 if (!PageHuge(page))
1339                         continue;
1340                 head = compound_head(page);
1341                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1342                     page_huge_active(head))
1343                         return pfn;
1344                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1345                 pfn += skip - 1;
1346         }
1347         return 0;
1348 }
1349
1350 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1351 {
1352         int nid = page_to_nid(page);
1353         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1354
1355         /*
1356          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1357          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1358          * of the only existing node)
1359          */
1360         node_clear(nid, nmask);
1361         if (nodes_empty(nmask))
1362                 node_set(nid, nmask);
1363
1364         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1365 }
1366
1367 static int
1368 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1369 {
1370         unsigned long pfn;
1371         struct page *page;
1372         int ret = 0;
1373         LIST_HEAD(source);
1374
1375         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1376                 if (!pfn_valid(pfn))
1377                         continue;
1378                 page = pfn_to_page(pfn);
1379
1380                 if (PageHuge(page)) {
1381                         struct page *head = compound_head(page);
1382                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1383                                 ret = -EBUSY;
1384                                 break;
1385                         }
1386                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1387                         isolate_huge_page(head, &source);
1388                         continue;
1389                 } else if (PageTransHuge(page))
1390                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1391                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1392
1393                 /*
1394                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1395                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1396                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1397                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1398                  * the unmap as the catch all safety net).
1399                  */
1400                 if (PageHWPoison(page)) {
1401                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1402                                 isolate_lru_page(page);
1403                         if (page_mapped(page))
1404                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1405                         continue;
1406                 }
1407
1408                 if (!get_page_unless_zero(page))
1409                         continue;
1410                 /*
1411                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1412                  * LRU and non-lru movable pages.
1413                  */
1414                 if (PageLRU(page))
1415                         ret = isolate_lru_page(page);
1416                 else
1417                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1418                 if (!ret) { /* Success */
1419                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1420                         if (!__PageMovable(page))
1421                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1422                                                     page_is_file_cache(page));
1423
1424                 } else {
1425                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1426                         dump_page(page, "isolation failed");
1427                 }
1428                 put_page(page);
1429         }
1430         if (!list_empty(&source)) {
1431                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1432                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1433                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1434                 if (ret) {
1435                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1436                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1437                                        page_to_pfn(page), ret);
1438                                 dump_page(page, "migration failure");
1439                         }
1440                         putback_movable_pages(&source);
1441                 }
1442         }
1443
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1449  */
1450 static int
1451 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1452                         void *data)
1453 {
1454         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 static void
1459 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1460 {
1461         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1462                                 offline_isolated_pages_cb);
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1467  */
1468 static int
1469 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1470                         void *data)
1471 {
1472         int ret;
1473         long offlined = *(long *)data;
1474         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1475         offlined = nr_pages;
1476         if (!ret)
1477                 *(long *)data += offlined;
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 static long
1482 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1483 {
1484         long offlined = 0;
1485         int ret;
1486
1487         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1488                         check_pages_isolated_cb);
1489         if (ret < 0)
1490                 offlined = (long)ret;
1491         return offlined;
1492 }
1493
1494 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1495 {
1496 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1497         movable_node_enabled = true;
1498 #else
1499         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1500 #endif
1501         return 0;
1502 }
1503 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1504
1505 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1506 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1507                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1508 {
1509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1510         unsigned long present_pages = 0;
1511         enum zone_type zt;
1512
1513         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1514         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1515         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1516
1517         /*
1518          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1519          * If the memory to be offline is within the range
1520          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1521          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1522          * thus we can determine that we need to clear the node from
1523          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1524          */
1525         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1526                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1527         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1528                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1529
1530 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1531         /*
1532          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1533          * have normal memory or high memory.
1534          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1535          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1536          * we determine that the zones in that range become empty,
1537          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1538          */
1539         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1540         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1541                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1542 #endif
1543
1544         /*
1545          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1546          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1547          * as well.
1548          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1549          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1550          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1551          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1552          * it for N_MEMORY as well.
1553          */
1554         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1555
1556         if (nr_pages >= present_pages)
1557                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1558 }
1559
1560 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1561 {
1562         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1563                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1564
1565         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1566                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1567
1568         if (arg->status_change_nid >= 0)
1569                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1570 }
1571
1572 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1573                   unsigned long end_pfn)
1574 {
1575         unsigned long pfn, nr_pages;
1576         long offlined_pages;
1577         int ret, node;
1578         unsigned long flags;
1579         unsigned long valid_start, valid_end;
1580         struct zone *zone;
1581         struct memory_notify arg;
1582         char *reason;
1583
1584         mem_hotplug_begin();
1585
1586         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1587            we assume this for now. .*/
1588         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1589                                   &valid_end)) {
1590                 ret = -EINVAL;
1591                 reason = "multizone range";
1592                 goto failed_removal;
1593         }
1594
1595         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1596         node = zone_to_nid(zone);
1597         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1598
1599         /* set above range as isolated */
1600         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1601                                        MIGRATE_MOVABLE,
1602                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1603         if (ret) {
1604                 reason = "failure to isolate range";
1605                 goto failed_removal;
1606         }
1607
1608         arg.start_pfn = start_pfn;
1609         arg.nr_pages = nr_pages;
1610         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1611
1612         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1613         ret = notifier_to_errno(ret);
1614         if (ret) {
1615                 reason = "notifier failure";
1616                 goto failed_removal_isolated;
1617         }
1618
1619         do {
1620                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1621                         if (signal_pending(current)) {
1622                                 ret = -EINTR;
1623                                 reason = "signal backoff";
1624                                 goto failed_removal_isolated;
1625                         }
1626
1627                         cond_resched();
1628                         lru_add_drain_all();
1629
1630                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1631                         if (pfn) {
1632                                 /*
1633                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1634                                  * out
1635                                  */
1636                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1637                         }
1638                 }
1639
1640                 /*
1641                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1642                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1643                  * counting consistent.
1644                  */
1645                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1646                 if (ret) {
1647                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1648                         goto failed_removal_isolated;
1649                 }
1650                 /* check again */
1651                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1652         } while (offlined_pages < 0);
1653
1654         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1655         /* Ok, all of our target is isolated.
1656            We cannot do rollback at this point. */
1657         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1658         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1659         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1660         /* removal success */
1661         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1662         zone->present_pages -= offlined_pages;
1663
1664         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1665         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1666         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1667
1668         init_per_zone_wmark_min();
1669
1670         if (!populated_zone(zone)) {
1671                 zone_pcp_reset(zone);
1672                 build_all_zonelists(NULL);
1673         } else
1674                 zone_pcp_update(zone);
1675
1676         node_states_clear_node(node, &arg);
1677         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1678                 kswapd_stop(node);
1679                 kcompactd_stop(node);
1680         }
1681
1682         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1683         writeback_set_ratelimit();
1684
1685         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1686         mem_hotplug_done();
1687         return 0;
1688
1689 failed_removal_isolated:
1690         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1691 failed_removal:
1692         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1693                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1694                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1695                  reason);
1696         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1697         /* pushback to free area */
1698         mem_hotplug_done();
1699         return ret;
1700 }
1701
1702 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1703 {
1704         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1705 }
1706 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1707
1708 /**
1709  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1710  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1711  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1712  * @arg: argument passed to func
1713  * @func: callback for each memory section walked
1714  *
1715  * This function walks through all present mem sections in range
1716  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1717  *
1718  * Returns the return value of func.
1719  */
1720 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1721                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1722 {
1723         struct memory_block *mem = NULL;
1724         struct mem_section *section;
1725         unsigned long pfn, section_nr;
1726         int ret;
1727
1728         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1729                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1730                 if (!present_section_nr(section_nr))
1731                         continue;
1732
1733                 section = __nr_to_section(section_nr);
1734                 /* same memblock? */
1735                 if (mem)
1736                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1737                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1738                                 continue;
1739
1740                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1741                 if (!mem)
1742                         continue;
1743
1744                 ret = func(mem, arg);
1745                 if (ret) {
1746                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1747                         return ret;
1748                 }
1749         }
1750
1751         if (mem)
1752                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1753
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1758 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1759 {
1760         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1761
1762         if (unlikely(ret)) {
1763                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1764
1765                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1766                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1767                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1768                         &beginpa, &endpa);
1769         }
1770
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1775 {
1776         int cpu;
1777
1778         for_each_present_cpu(cpu) {
1779                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1780                         /*
1781                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1782                          * offline this node.
1783                          */
1784                         return -EBUSY;
1785         }
1786
1787         return 0;
1788 }
1789
1790 /**
1791  * try_offline_node
1792  * @nid: the node ID
1793  *
1794  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1795  *
1796  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1797  * and online/offline operations before this call.
1798  */
1799 void try_offline_node(int nid)
1800 {
1801         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1802         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1803         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1804         unsigned long pfn;
1805
1806         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1807                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1808
1809                 if (!present_section_nr(section_nr))
1810                         continue;
1811
1812                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1813                         continue;
1814
1815                 /*
1816                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1817                  * can't offline node now.
1818                  */
1819                 return;
1820         }
1821
1822         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1823                 return;
1824
1825         /*
1826          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1827          * node now.
1828          */
1829         node_set_offline(nid);
1830         unregister_one_node(nid);
1831 }
1832 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1833
1834 /**
1835  * remove_memory
1836  * @nid: the node ID
1837  * @start: physical address of the region to remove
1838  * @size: size of the region to remove
1839  *
1840  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1841  * and online/offline operations before this call, as required by
1842  * try_offline_node().
1843  */
1844 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1845 {
1846         int ret;
1847
1848         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1849
1850         mem_hotplug_begin();
1851
1852         /*
1853          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1854          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1855          * if this is not the case.
1856          */
1857         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1858                                 check_memblock_offlined_cb);
1859         if (ret)
1860                 BUG();
1861
1862         /* remove memmap entry */
1863         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1864         memblock_free(start, size);
1865         memblock_remove(start, size);
1866
1867         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1868
1869         try_offline_node(nid);
1870
1871         mem_hotplug_done();
1872 }
1873
1874 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1875 {
1876         lock_device_hotplug();
1877         __remove_memory(nid, start, size);
1878         unlock_device_hotplug();
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1881 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */