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 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43
  44 /*
  45  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  46  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  47  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  48  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  49  */
  50
  51 static void generic_online_page(struct page *page);
  52
  53 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  54 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  55
  56 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  57
  58 void get_online_mems(void)
  59 {
  60         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  61 }
  62
  63 void put_online_mems(void)
  64 {
  65         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  66 }
  67
  68 bool movable_node_enabled = false;
  69
  70 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  71 bool memhp_auto_online;
  72 #else
  73 bool memhp_auto_online = true;
  74 #endif
  75 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  76
  77 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  78 {
  79         if (!strcmp(str, "online"))
  80                 memhp_auto_online = true;
  81         else if (!strcmp(str, "offline"))
  82                 memhp_auto_online = false;
  83
  84         return 1;
  85 }
  86 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  87
  88 void mem_hotplug_begin(void)
  89 {
  90         cpus_read_lock();
  91         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  92 }
  93
  94 void mem_hotplug_done(void)
  95 {
  96         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  97         cpus_read_unlock();
  98 }
  99
 100 /* add this memory to iomem resource */
 101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 102 {
 103         struct resource *res, *conflict;
 104         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 105         if (!res)
 106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 107
 108         res->name = "System RAM";
 109         res->start = start;
 110         res->end = start + size - 1;
 111         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 112         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 113         if (conflict) {
 114                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 115                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 116                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 117                                  (unsigned long long)start);
 118                 }
 119                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 120                 kfree(res);
 121                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 122         }
 123         return res;
 124 }
 125
 126 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 127 {
 128         if (!res)
 129                 return;
 130         release_resource(res);
 131         kfree(res);
 132         return;
 133 }
 134
 135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 137                       unsigned long type)
 138 {
 139         page->freelist = (void *)type;
 140         SetPagePrivate(page);
 141         set_page_private(page, info);
 142         page_ref_inc(page);
 143 }
 144
 145 void put_page_bootmem(struct page *page)
 146 {
 147         unsigned long type;
 148
 149         type = (unsigned long) page->freelist;
 150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 152
 153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 154                 page->freelist = NULL;
 155                 ClearPagePrivate(page);
 156                 set_page_private(page, 0);
 157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 158                 free_reserved_page(page);
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 165 {
 166         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 167         struct mem_section *ms;
 168         struct page *page, *memmap;
 169
 170         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 171         ms = __nr_to_section(section_nr);
 172
 173         /* Get section's memmap address */
 174         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 175
 176         /*
 177          * Get page for the memmap's phys address
 178          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 179          */
 180         page = virt_to_page(memmap);
 181         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 182         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 183
 184         /* remember memmap's page */
 185         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 186                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 187
 188         usemap = ms->pageblock_flags;
 189         page = virt_to_page(usemap);
 190
 191         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 192
 193         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 194                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 195
 196 }
 197 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 198 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 199 {
 200         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 201         struct mem_section *ms;
 202         struct page *page, *memmap;
 203
 204         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 205         ms = __nr_to_section(section_nr);
 206
 207         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 208
 209         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 210
 211         usemap = ms->pageblock_flags;
 212         page = virt_to_page(usemap);
 213
 214         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 215
 216         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 217                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 218 }
 219 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 220
 221 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 222 {
 223         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 224         int node = pgdat->node_id;
 225         struct page *page;
 226
 227         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 228         page = virt_to_page(pgdat);
 229
 230         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 231                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 232
 233         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 234         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 235
 236         /* register section info */
 237         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 238                 /*
 239                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 240                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 241                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 242                  * reside in some other nodes.
 243                  */
 244                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 245                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 246         }
 247 }
 248 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 249
 250 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 251                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 252 {
 253         int ret;
 254
 255         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 256                 return -EEXIST;
 257
 258         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
 259         if (ret < 0)
 260                 return ret;
 261
 262         if (!want_memblock)
 263                 return 0;
 264
 265         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 270  * expected that archs that support memory hotplug will
 271  * call this function after deciding the zone to which to
 272  * add the new pages.
 273  */
 274 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 275                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 276                 bool want_memblock)
 277 {
 278         unsigned long i;
 279         int err = 0;
 280         int start_sec, end_sec;
 281
 282         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 283         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 284         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 285
 286         if (altmap) {
 287                 /*
 288                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 289                  */
 290                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 291                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 292                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 293                         err = -EINVAL;
 294                         goto out;
 295                 }
 296                 altmap->alloc = 0;
 297         }
 298
 299         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 300                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 301                                 want_memblock);
 302
 303                 /*
 304                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 305                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 306                  * Warning will be printed if there is collision.
 307                  */
 308                 if (err && (err != -EEXIST))
 309                         break;
 310                 err = 0;
 311                 cond_resched();
 312         }
 313         vmemmap_populate_print_last();
 314 out:
 315         return err;
 316 }
 317
 318 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 319 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 320 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 321                                      unsigned long start_pfn,
 322                                      unsigned long end_pfn)
 323 {
 324         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 325                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 326                         continue;
 327
 328                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 329                         continue;
 330
 331                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 332                         continue;
 333
 334                 return start_pfn;
 335         }
 336
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 341 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 342                                     unsigned long start_pfn,
 343                                     unsigned long end_pfn)
 344 {
 345         unsigned long pfn;
 346
 347         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 348         pfn = end_pfn - 1;
 349         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 350                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 351                         continue;
 352
 353                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 354                         continue;
 355
 356                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 357                         continue;
 358
 359                 return pfn;
 360         }
 361
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 366                              unsigned long end_pfn)
 367 {
 368         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 369         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 370         unsigned long zone_end_pfn = z;
 371         unsigned long pfn;
 372         int nid = zone_to_nid(zone);
 373
 374         zone_span_writelock(zone);
 375         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 376                 /*
 377                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 378                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 379                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 380                  * for shrinking zone.
 381                  */
 382                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 383                                                 zone_end_pfn);
 384                 if (pfn) {
 385                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 386                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 387                 }
 388         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 389                 /*
 390                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 391                  * shrink zone->spanned_pages.
 392                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 393                  * shrinking zone.
 394                  */
 395                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 396                                                start_pfn);
 397                 if (pfn)
 398                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 399         }
 400
 401         /*
 402          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 403          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 404          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 405          * it check the zone has only hole or not.
 406          */
 407         pfn = zone_start_pfn;
 408         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 409                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 410                         continue;
 411
 412                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 413                         continue;
 414
 415                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 416                 if (start_pfn == pfn)
 417                         continue;
 418
 419                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 420                 zone_span_writeunlock(zone);
 421                 return;
 422         }
 423
 424         /* The zone has no valid section */
 425         zone->zone_start_pfn = 0;
 426         zone->spanned_pages = 0;
 427         zone_span_writeunlock(zone);
 428 }
 429
 430 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 431 {
 432         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 433         struct zone *zone;
 434
 435         for (zone = pgdat->node_zones;
 436              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 437                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 438                                              zone->spanned_pages;
 439
 440                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 441                 if (!zone->spanned_pages)
 442                         continue;
 443                 if (!node_end_pfn) {
 444                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 445                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 446                         continue;
 447                 }
 448
 449                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 450                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 451                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 452                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 453         }
 454
 455         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 456         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 457 }
 458
 459 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 460 {
 461         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 462         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 463         unsigned long flags;
 464
 465 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 466         /*
 467          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 468          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 469          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 470          */
 471         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 472                 return;
 473 #endif
 474
 475         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 476         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 477         update_pgdat_span(pgdat);
 478         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 479 }
 480
 481 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 482                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 483 {
 484         unsigned long start_pfn;
 485         int scn_nr;
 486         int ret = -EINVAL;
 487
 488         if (!valid_section(ms))
 489                 return ret;
 490
 491         ret = unregister_memory_section(ms);
 492         if (ret)
 493                 return ret;
 494
 495         scn_nr = __section_nr(ms);
 496         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 497         __remove_zone(zone, start_pfn);
 498
 499         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 500         return 0;
 501 }
 502
 503 /**
 504  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 505  * @zone: zone from which pages need to be removed
 506  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 507  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 508  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 509  *
 510  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 511  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 512  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 513  * calling offline_pages().
 514  */
 515 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 516                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 517 {
 518         unsigned long i;
 519         unsigned long map_offset = 0;
 520         int sections_to_remove, ret = 0;
 521
 522         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 523         if (is_dev_zone(zone)) {
 524                 if (altmap)
 525                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 526         } else {
 527                 resource_size_t start, size;
 528
 529                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 530                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 531
 532                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 533                                         size);
 534                 if (ret) {
 535                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 536
 537                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 538                                         &start, &endres, ret);
 539                 }
 540         }
 541
 542         clear_zone_contiguous(zone);
 543
 544         /*
 545          * We can only remove entire sections
 546          */
 547         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 548         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 549
 550         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 551         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 552                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 553
 554                 cond_resched();
 555                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 556                                 altmap);
 557                 map_offset = 0;
 558                 if (ret)
 559                         break;
 560         }
 561
 562         set_zone_contiguous(zone);
 563
 564         return ret;
 565 }
 566 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 567
 568 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 569 {
 570         int rc = -EINVAL;
 571
 572         get_online_mems();
 573         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 574
 575         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 576                 online_page_callback = callback;
 577                 rc = 0;
 578         }
 579
 580         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 581         put_online_mems();
 582
 583         return rc;
 584 }
 585 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 586
 587 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 588 {
 589         int rc = -EINVAL;
 590
 591         get_online_mems();
 592         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 593
 594         if (online_page_callback == callback) {
 595                 online_page_callback = generic_online_page;
 596                 rc = 0;
 597         }
 598
 599         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 600         put_online_mems();
 601
 602         return rc;
 603 }
 604 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 605
 606 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 607 {
 608 }
 609 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 610
 611 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 612 {
 613         adjust_managed_page_count(page, 1);
 614 }
 615 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 616
 617 void __online_page_free(struct page *page)
 618 {
 619         __free_reserved_page(page);
 620 }
 621 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 622
 623 static void generic_online_page(struct page *page)
 624 {
 625         __online_page_set_limits(page);
 626         __online_page_increment_counters(page);
 627         __online_page_free(page);
 628 }
 629
 630 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 631                         void *arg)
 632 {
 633         unsigned long i;
 634         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 635         struct page *page;
 636
 637         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 638                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 639                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 640                         (*online_page_callback)(page);
 641                         onlined_pages++;
 642                 }
 643
 644         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 645
 646         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 647         return 0;
 648 }
 649
 650 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 651 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 652         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 653 {
 654         int nid = zone_to_nid(zone);
 655         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 656
 657         /*
 658          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 659          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 660          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 661          *
 662          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 663          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 664          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 665          */
 666         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 667                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 668
 669         /*
 670          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 671          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 672          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 673          * the memory is online.
 674          */
 675         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 676                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 677         else
 678                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 679
 680 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 681         /*
 682          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 683          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 684          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 685          *
 686          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 687          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 688          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 689          */
 690         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 691         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 692                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 693
 694         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 695                 arg->status_change_nid_high = nid;
 696         else
 697                 arg->status_change_nid_high = -1;
 698 #else
 699         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 700 #endif
 701
 702         /*
 703          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 704          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 705          * is online.
 706          */
 707         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 708                 arg->status_change_nid = nid;
 709         else
 710                 arg->status_change_nid = -1;
 711 }
 712
 713 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 714 {
 715         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 716                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 717
 718         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 719                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 720
 721         node_set_state(node, N_MEMORY);
 722 }
 723
 724 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 725                 unsigned long nr_pages)
 726 {
 727         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 728
 729         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 730                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 731
 732         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 733 }
 734
 735 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 736                                      unsigned long nr_pages)
 737 {
 738         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 739
 740         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 741                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 742
 743         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 744 }
 745
 746 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 747                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 748 {
 749         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 750         int nid = pgdat->node_id;
 751         unsigned long flags;
 752
 753         if (zone_is_empty(zone))
 754                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 755
 756         clear_zone_contiguous(zone);
 757
 758         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 759         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 760         zone_span_writelock(zone);
 761         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 762         zone_span_writeunlock(zone);
 763         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 764         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 765
 766         /*
 767          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 768          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 769          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 770          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 771          */
 772         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 773                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 774
 775         set_zone_contiguous(zone);
 776 }
 777
 778 /*
 779  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 780  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 781  * to the ZONE_NORMAL.
 782  */
 783 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 784                 unsigned long nr_pages)
 785 {
 786         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 787         int zid;
 788
 789         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 790                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 791
 792                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 793                         return zone;
 794         }
 795
 796         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 797 }
 798
 799 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 800                 unsigned long nr_pages)
 801 {
 802         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 803                         nr_pages);
 804         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 805         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 806         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 807
 808         /*
 809          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 810          * overlap in the given range
 811          */
 812         if (in_kernel ^ in_movable)
 813                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 814
 815         /*
 816          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 817          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 818          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 819          */
 820         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 821 }
 822
 823 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 824                 unsigned long nr_pages)
 825 {
 826         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 827                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 828
 829         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 830                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 831
 832         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 833 }
 834
 835 /*
 836  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 837  * for the given online type.
 838  */
 839 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 840                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 841 {
 842         struct zone *zone;
 843
 844         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 845         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 846         return zone;
 847 }
 848
 849 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 850 {
 851         unsigned long flags;
 852         unsigned long onlined_pages = 0;
 853         struct zone *zone;
 854         int need_zonelists_rebuild = 0;
 855         int nid;
 856         int ret;
 857         struct memory_notify arg;
 858         struct memory_block *mem;
 859
 860         mem_hotplug_begin();
 861
 862         /*
 863          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 864          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 865          */
 866         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 867         nid = mem->nid;
 868         put_device(&mem->dev);
 869
 870         /* associate pfn range with the zone */
 871         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 872
 873         arg.start_pfn = pfn;
 874         arg.nr_pages = nr_pages;
 875         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 876
 877         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 878         ret = notifier_to_errno(ret);
 879         if (ret)
 880                 goto failed_addition;
 881
 882         /*
 883          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 884          * This means the page allocator ignores this zone.
 885          * So, zonelist must be updated after online.
 886          */
 887         if (!populated_zone(zone)) {
 888                 need_zonelists_rebuild = 1;
 889                 setup_zone_pageset(zone);
 890         }
 891
 892         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 893                 online_pages_range);
 894         if (ret) {
 895                 if (need_zonelists_rebuild)
 896                         zone_pcp_reset(zone);
 897                 goto failed_addition;
 898         }
 899
 900         zone->present_pages += onlined_pages;
 901
 902         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 903         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 904         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 905
 906         if (onlined_pages) {
 907                 node_states_set_node(nid, &arg);
 908                 if (need_zonelists_rebuild)
 909                         build_all_zonelists(NULL);
 910                 else
 911                         zone_pcp_update(zone);
 912         }
 913
 914         init_per_zone_wmark_min();
 915
 916         if (onlined_pages) {
 917                 kswapd_run(nid);
 918                 kcompactd_run(nid);
 919         }
 920
 921         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 922
 923         writeback_set_ratelimit();
 924
 925         if (onlined_pages)
 926                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 927         mem_hotplug_done();
 928         return 0;
 929
 930 failed_addition:
 931         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 932                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 933                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 934         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 935         mem_hotplug_done();
 936         return ret;
 937 }
 938 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 939
 940 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 941 {
 942         struct zone *z;
 943
 944         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 945                 z->present_pages = 0;
 946
 947         pgdat->node_present_pages = 0;
 948 }
 949
 950 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 951 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 952 {
 953         struct pglist_data *pgdat;
 954         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 955
 956         pgdat = NODE_DATA(nid);
 957         if (!pgdat) {
 958                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 959                 if (!pgdat)
 960                         return NULL;
 961
 962                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 963         } else {
 964                 /*
 965                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 966                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 967                  * when it starts in the near future.
 968                  */
 969                 pgdat->nr_zones = 0;
 970                 pgdat->kswapd_order = 0;
 971                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 972         }
 973
 974         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 975
 976         pgdat->node_id = nid;
 977         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 978
 979         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 980         free_area_init_core_hotplug(nid);
 981         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 982
 983         /*
 984          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 985          * to access not-initialized zonelist, build here.
 986          */
 987         build_all_zonelists(pgdat);
 988
 989         /*
 990          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 991          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 992          * online_pages() and offline_pages().
 993          */
 994         reset_node_managed_pages(pgdat);
 995         reset_node_present_pages(pgdat);
 996
 997         return pgdat;
 998 }
 999
1000 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1001 {
1002         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1003
1004         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1005         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1006         arch_free_nodedata(pgdat);
1007         return;
1008 }
1009
1010
1011 /**
1012  * try_online_node - online a node if offlined
1013  * @nid: the node ID
1014  * @start: start addr of the node
1015  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1016  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1017  *
1018  * Returns:
1019  * 1 -> a new node has been allocated
1020  * 0 -> the node is already online
1021  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1022  */
1023 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1024 {
1025         pg_data_t *pgdat;
1026         int ret = 1;
1027
1028         if (node_online(nid))
1029                 return 0;
1030
1031         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1032         if (!pgdat) {
1033                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1034                 ret = -ENOMEM;
1035                 goto out;
1036         }
1037
1038         if (set_node_online) {
1039                 node_set_online(nid);
1040                 ret = register_one_node(nid);
1041                 BUG_ON(ret);
1042         }
1043 out:
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Users of this function always want to online/register the node
1049  */
1050 int try_online_node(int nid)
1051 {
1052         int ret;
1053
1054         mem_hotplug_begin();
1055         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1056         mem_hotplug_done();
1057         return ret;
1058 }
1059
1060 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1061 {
1062         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1063         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1064         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1065         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1066
1067         /* memory range must be block size aligned */
1068         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1069             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1070                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1071                        block_sz, start, size);
1072                 return -EINVAL;
1073         }
1074
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1079 {
1080         return device_online(&mem->dev);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1085  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1086  *
1087  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1088  */
1089 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1090 {
1091         u64 start, size;
1092         bool new_node = false;
1093         int ret;
1094
1095         start = res->start;
1096         size = resource_size(res);
1097
1098         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1099         if (ret)
1100                 return ret;
1101
1102         mem_hotplug_begin();
1103
1104         /*
1105          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1106          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1107          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1108          * be removed at hot-remove time.
1109          */
1110         memblock_add_node(start, size, nid);
1111
1112         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1113         if (ret < 0)
1114                 goto error;
1115         new_node = ret;
1116
1117         /* call arch's memory hotadd */
1118         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1119         if (ret < 0)
1120                 goto error;
1121
1122         if (new_node) {
1123                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1124                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1125                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1126                  * We online node here. We can't roll back from here.
1127                  */
1128                 node_set_online(nid);
1129                 ret = __register_one_node(nid);
1130                 BUG_ON(ret);
1131         }
1132
1133         /* link memory sections under this node.*/
1134         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1135         BUG_ON(ret);
1136
1137         /* create new memmap entry */
1138         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1139
1140         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1141         mem_hotplug_done();
1142
1143         /* online pages if requested */
1144         if (online)
1145                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1146                                   NULL, online_memory_block);
1147
1148         return ret;
1149 error:
1150         /* rollback pgdat allocation and others */
1151         if (new_node)
1152                 rollback_node_hotadd(nid);
1153         memblock_remove(start, size);
1154         mem_hotplug_done();
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1159 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1160 {
1161         struct resource *res;
1162         int ret;
1163
1164         res = register_memory_resource(start, size);
1165         if (IS_ERR(res))
1166                 return PTR_ERR(res);
1167
1168         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1169         if (ret < 0)
1170                 release_memory_resource(res);
1171         return ret;
1172 }
1173
1174 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1175 {
1176         int rc;
1177
1178         lock_device_hotplug();
1179         rc = __add_memory(nid, start, size);
1180         unlock_device_hotplug();
1181
1182         return rc;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1185
1186 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1187 /*
1188  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1189  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1190  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1191  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1192  * be located at the start of the pageblock
1193  */
1194 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1195 {
1196         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1197 }
1198
1199 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1200 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1201 {
1202         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1203
1204         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1205         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1206
1207         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1208         if (pageblock_free(page)) {
1209                 int order;
1210                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1211                 order = page_order(page);
1212                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1213                         return pfn + (1 << order);
1214         }
1215
1216         return pfn + pageblock_nr_pages;
1217 }
1218
1219 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1220 {
1221         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1222         struct zone *zone;
1223
1224         /*
1225          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1226          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1227          * the zone but still within the section.
1228          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1229          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1230          */
1231         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1232                 return false;
1233
1234         zone = page_zone(page);
1235         pfn = page_to_pfn(page);
1236         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1237                 return false;
1238
1239         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1240 }
1241
1242 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1243 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1244 {
1245         unsigned long end_pfn, pfn;
1246
1247         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1248                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1249
1250         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1251         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1252                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1253                         return false;
1254                 cond_resched();
1255         }
1256
1257         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1258         return true;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1263  * When true, return its valid [start, end).
1264  */
1265 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1266                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1267 {
1268         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1269         unsigned long start, end;
1270         struct zone *zone = NULL;
1271         struct page *page;
1272         int i;
1273         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1274              pfn < end_pfn;
1275              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1276                 /* Make sure the memory section is present first */
1277                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1278                         continue;
1279                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1280                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1281                         i = 0;
1282                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1283                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1284                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1285                                 i++;
1286                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1287                                 continue;
1288                         /* Check if we got outside of the zone */
1289                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1290                                 return 0;
1291                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1292                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1293                                 return 0;
1294                         if (!zone)
1295                                 start = pfn + i;
1296                         zone = page_zone(page);
1297                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1298                 }
1299         }
1300
1301         if (zone) {
1302                 *valid_start = start;
1303                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1304                 return 1;
1305         } else {
1306                 return 0;
1307         }
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1312  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1313  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1314  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1315  */
1316 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1317 {
1318         unsigned long pfn;
1319
1320         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1321                 struct page *page, *head;
1322                 unsigned long skip;
1323
1324                 if (!pfn_valid(pfn))
1325                         continue;
1326                 page = pfn_to_page(pfn);
1327                 if (PageLRU(page))
1328                         return pfn;
1329                 if (__PageMovable(page))
1330                         return pfn;
1331
1332                 if (!PageHuge(page))
1333                         continue;
1334                 head = compound_head(page);
1335                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1336                     page_huge_active(head))
1337                         return pfn;
1338                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1339                 pfn += skip - 1;
1340         }
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1345 {
1346         int nid = page_to_nid(page);
1347         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1348
1349         /*
1350          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1351          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1352          * of the only existing node)
1353          */
1354         node_clear(nid, nmask);
1355         if (nodes_empty(nmask))
1356                 node_set(nid, nmask);
1357
1358         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1359 }
1360
1361 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1362 static int
1363 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1364 {
1365         unsigned long pfn;
1366         struct page *page;
1367         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1368         int not_managed = 0;
1369         int ret = 0;
1370         LIST_HEAD(source);
1371
1372         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1373                 if (!pfn_valid(pfn))
1374                         continue;
1375                 page = pfn_to_page(pfn);
1376
1377                 if (PageHuge(page)) {
1378                         struct page *head = compound_head(page);
1379                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1380                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1381                                 ret = -EBUSY;
1382                                 break;
1383                         }
1384                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1385                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1386                         continue;
1387                 } else if (PageTransHuge(page))
1388                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1389                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1390
1391                 /*
1392                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1393                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1394                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1395                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1396                  * the unmap as the catch all safety net).
1397                  */
1398                 if (PageHWPoison(page)) {
1399                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1400                                 isolate_lru_page(page);
1401                         if (page_mapped(page))
1402                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1403                         continue;
1404                 }
1405
1406                 if (!get_page_unless_zero(page))
1407                         continue;
1408                 /*
1409                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1410                  * LRU and non-lru movable pages.
1411                  */
1412                 if (PageLRU(page))
1413                         ret = isolate_lru_page(page);
1414                 else
1415                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1416                 if (!ret) { /* Success */
1417                         put_page(page);
1418                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1419                         move_pages--;
1420                         if (!__PageMovable(page))
1421                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1422                                                     page_is_file_cache(page));
1423
1424                 } else {
1425 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1426                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1427                         dump_page(page, "isolation failed");
1428 #endif
1429                         put_page(page);
1430                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1431                            check this again here. */
1432                         if (page_count(page)) {
1433                                 not_managed++;
1434                                 ret = -EBUSY;
1435                                 break;
1436                         }
1437                 }
1438         }
1439         if (!list_empty(&source)) {
1440                 if (not_managed) {
1441                         putback_movable_pages(&source);
1442                         goto out;
1443                 }
1444
1445                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1446                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1447                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1448                 if (ret)
1449                         putback_movable_pages(&source);
1450         }
1451 out:
1452         return ret;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1457  */
1458 static int
1459 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1460                         void *data)
1461 {
1462         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 static void
1467 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1468 {
1469         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1470                                 offline_isolated_pages_cb);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1475  */
1476 static int
1477 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1478                         void *data)
1479 {
1480         int ret;
1481         long offlined = *(long *)data;
1482         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1483         offlined = nr_pages;
1484         if (!ret)
1485                 *(long *)data += offlined;
1486         return ret;
1487 }
1488
1489 static long
1490 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1491 {
1492         long offlined = 0;
1493         int ret;
1494
1495         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1496                         check_pages_isolated_cb);
1497         if (ret < 0)
1498                 offlined = (long)ret;
1499         return offlined;
1500 }
1501
1502 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1503 {
1504 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1505         movable_node_enabled = true;
1506 #else
1507         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1508 #endif
1509         return 0;
1510 }
1511 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1512
1513 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1514 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1515                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1516 {
1517         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1518         unsigned long present_pages = 0;
1519         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1520
1521         /*
1522          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1523          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1524          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1525          *
1526          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1527          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1528          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1529          */
1530         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1531                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1532
1533         /*
1534          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1535          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1536          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1537          * become empty after offline , thus we can determind we will
1538          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1539          */
1540         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1541                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1542         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1543                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1544         else
1545                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1546
1547 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1548         /*
1549          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1550          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1551          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1552          *
1553          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1554          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1555          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1556          */
1557         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1558         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1559                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1560
1561         for (; zt <= zone_last; zt++)
1562                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1563         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1564                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1565         else
1566                 arg->status_change_nid_high = -1;
1567 #else
1568         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1569 #endif
1570
1571         /*
1572          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1573          */
1574         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1575
1576         /*
1577          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1578          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1579          * we can determind we will need to clear the node from
1580          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1581          */
1582         for (; zt <= zone_last; zt++)
1583                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1584         if (nr_pages >= present_pages)
1585                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1586         else
1587                 arg->status_change_nid = -1;
1588 }
1589
1590 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1591 {
1592         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1593                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1594
1595         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1596             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1597                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1598
1599         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1600             (arg->status_change_nid >= 0))
1601                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1602 }
1603
1604 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1605                   unsigned long end_pfn)
1606 {
1607         unsigned long pfn, nr_pages;
1608         long offlined_pages;
1609         int ret, node;
1610         unsigned long flags;
1611         unsigned long valid_start, valid_end;
1612         struct zone *zone;
1613         struct memory_notify arg;
1614
1615         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1616         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1617                 return -EINVAL;
1618         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1619                 return -EINVAL;
1620
1621         mem_hotplug_begin();
1622
1623         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1624            we assume this for now. .*/
1625         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1626                                   &valid_end)) {
1627                 mem_hotplug_done();
1628                 return -EINVAL;
1629         }
1630
1631         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1632         node = zone_to_nid(zone);
1633         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1634
1635         /* set above range as isolated */
1636         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1637                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1638         if (ret) {
1639                 mem_hotplug_done();
1640                 return ret;
1641         }
1642
1643         arg.start_pfn = start_pfn;
1644         arg.nr_pages = nr_pages;
1645         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1646
1647         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1648         ret = notifier_to_errno(ret);
1649         if (ret)
1650                 goto failed_removal;
1651
1652         pfn = start_pfn;
1653 repeat:
1654         /* start memory hot removal */
1655         ret = -EINTR;
1656         if (signal_pending(current))
1657                 goto failed_removal;
1658
1659         cond_resched();
1660         lru_add_drain_all();
1661         drain_all_pages(zone);
1662
1663         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1664         if (pfn) { /* We have movable pages */
1665                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1666                 goto repeat;
1667         }
1668
1669         /*
1670          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1671          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1672          */
1673         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1674         if (ret)
1675                 goto failed_removal;
1676         /* check again */
1677         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1678         if (offlined_pages < 0)
1679                 goto repeat;
1680         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1681         /* Ok, all of our target is isolated.
1682            We cannot do rollback at this point. */
1683         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1684         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1685         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1686         /* removal success */
1687         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1688         zone->present_pages -= offlined_pages;
1689
1690         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1691         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1692         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1693
1694         init_per_zone_wmark_min();
1695
1696         if (!populated_zone(zone)) {
1697                 zone_pcp_reset(zone);
1698                 build_all_zonelists(NULL);
1699         } else
1700                 zone_pcp_update(zone);
1701
1702         node_states_clear_node(node, &arg);
1703         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1704                 kswapd_stop(node);
1705                 kcompactd_stop(node);
1706         }
1707
1708         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1709         writeback_set_ratelimit();
1710
1711         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1712         mem_hotplug_done();
1713         return 0;
1714
1715 failed_removal:
1716         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1717                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1718                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1719         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1720         /* pushback to free area */
1721         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1722         mem_hotplug_done();
1723         return ret;
1724 }
1725
1726 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1727 {
1728         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1729 }
1730 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1731
1732 /**
1733  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1734  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1735  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1736  * @arg: argument passed to func
1737  * @func: callback for each memory section walked
1738  *
1739  * This function walks through all present mem sections in range
1740  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1741  *
1742  * Returns the return value of func.
1743  */
1744 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1745                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1746 {
1747         struct memory_block *mem = NULL;
1748         struct mem_section *section;
1749         unsigned long pfn, section_nr;
1750         int ret;
1751
1752         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1753                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1754                 if (!present_section_nr(section_nr))
1755                         continue;
1756
1757                 section = __nr_to_section(section_nr);
1758                 /* same memblock? */
1759                 if (mem)
1760                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1761                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1762                                 continue;
1763
1764                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1765                 if (!mem)
1766                         continue;
1767
1768                 ret = func(mem, arg);
1769                 if (ret) {
1770                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1771                         return ret;
1772                 }
1773         }
1774
1775         if (mem)
1776                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1777
1778         return 0;
1779 }
1780
1781 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1782 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1783 {
1784         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1785
1786         if (unlikely(ret)) {
1787                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1788
1789                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1790                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1791                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1792                         &beginpa, &endpa);
1793         }
1794
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1799 {
1800         int cpu;
1801
1802         for_each_present_cpu(cpu) {
1803                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1804                         /*
1805                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1806                          * offline this node.
1807                          */
1808                         return -EBUSY;
1809         }
1810
1811         return 0;
1812 }
1813
1814 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1815 {
1816 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1817         int cpu;
1818
1819         for_each_possible_cpu(cpu)
1820                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1821                         numa_clear_node(cpu);
1822 #endif
1823 }
1824
1825 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1826 {
1827         int ret;
1828
1829         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1830         if (ret)
1831                 return ret;
1832
1833         /*
1834          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1835          * the cpu_to_node() now.
1836          */
1837
1838         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 /**
1843  * try_offline_node
1844  * @nid: the node ID
1845  *
1846  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1847  *
1848  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1849  * and online/offline operations before this call.
1850  */
1851 void try_offline_node(int nid)
1852 {
1853         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1854         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1855         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1856         unsigned long pfn;
1857
1858         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1859                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1860
1861                 if (!present_section_nr(section_nr))
1862                         continue;
1863
1864                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1865                         continue;
1866
1867                 /*
1868                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1869                  * can't offline node now.
1870                  */
1871                 return;
1872         }
1873
1874         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1875                 return;
1876
1877         /*
1878          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1879          * node now.
1880          */
1881         node_set_offline(nid);
1882         unregister_one_node(nid);
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1885
1886 /**
1887  * remove_memory
1888  * @nid: the node ID
1889  * @start: physical address of the region to remove
1890  * @size: size of the region to remove
1891  *
1892  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1893  * and online/offline operations before this call, as required by
1894  * try_offline_node().
1895  */
1896 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1897 {
1898         int ret;
1899
1900         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1901
1902         mem_hotplug_begin();
1903
1904         /*
1905          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1906          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1907          * if this is not the case.
1908          */
1909         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1910                                 check_memblock_offlined_cb);
1911         if (ret)
1912                 BUG();
1913
1914         /* remove memmap entry */
1915         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1916         memblock_free(start, size);
1917         memblock_remove(start, size);
1918
1919         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1920
1921         try_offline_node(nid);
1922
1923         mem_hotplug_done();
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1926 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */