mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res;
 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         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
 112                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 113                 kfree(res);
 114                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 115         }
 116         return res;
 117 }
 118
 119 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 120 {
 121         if (!res)
 122                 return;
 123         release_resource(res);
 124         kfree(res);
 125         return;
 126 }
 127
 128 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 129 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 130                       unsigned long type)
 131 {
 132         page->freelist = (void *)type;
 133         SetPagePrivate(page);
 134         set_page_private(page, info);
 135         page_ref_inc(page);
 136 }
 137
 138 void put_page_bootmem(struct page *page)
 139 {
 140         unsigned long type;
 141
 142         type = (unsigned long) page->freelist;
 143         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 144                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 145
 146         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 147                 page->freelist = NULL;
 148                 ClearPagePrivate(page);
 149                 set_page_private(page, 0);
 150                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 151                 free_reserved_page(page);
 152         }
 153 }
 154
 155 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 156 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 157 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 158 {
 159         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 160         struct mem_section *ms;
 161         struct page *page, *memmap;
 162
 163         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 164         ms = __nr_to_section(section_nr);
 165
 166         /* Get section's memmap address */
 167         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 168
 169         /*
 170          * Get page for the memmap's phys address
 171          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 172          */
 173         page = virt_to_page(memmap);
 174         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 175         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 176
 177         /* remember memmap's page */
 178         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 179                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 180
 181         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 182         page = virt_to_page(usemap);
 183
 184         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 185
 186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 187                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 188
 189 }
 190 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 191 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 192 {
 193         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 194         struct mem_section *ms;
 195         struct page *page, *memmap;
 196
 197         if (!pfn_valid(start_pfn))
 198                 return;
 199
 200         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 201         ms = __nr_to_section(section_nr);
 202
 203         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 204
 205         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 206
 207         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 208         page = virt_to_page(usemap);
 209
 210         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 211
 212         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 213                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 214 }
 215 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 216
 217 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 218 {
 219         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 220         int node = pgdat->node_id;
 221         struct page *page;
 222
 223         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 224         page = virt_to_page(pgdat);
 225
 226         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 227                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 228
 229         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 230         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 231
 232         /* register section info */
 233         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 234                 /*
 235                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 236                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 237                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 238                  * reside in some other nodes.
 239                  */
 240                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 241                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 242         }
 243 }
 244 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 245
 246 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 247                 bool want_memblock)
 248 {
 249         int ret;
 250         int i;
 251
 252         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 253                 return -EEXIST;
 254
 255         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
 256         if (ret < 0)
 257                 return ret;
 258
 259         /*
 260          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
 261          * initialized state.
 262          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
 263          * relies on having page with the proper node.
 264          */
 265         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
 266                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
 267                 struct page *page;
 268                 if (!pfn_valid(pfn))
 269                         continue;
 270
 271                 page = pfn_to_page(pfn);
 272                 set_page_node(page, nid);
 273                 SetPageReserved(page);
 274         }
 275
 276         if (!want_memblock)
 277                 return 0;
 278
 279         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 284  * expected that archs that support memory hotplug will
 285  * call this function after deciding the zone to which to
 286  * add the new pages.
 287  */
 288 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 289                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
 290 {
 291         unsigned long i;
 292         int err = 0;
 293         int start_sec, end_sec;
 294         struct vmem_altmap *altmap;
 295
 296         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 297         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 298         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 299
 300         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
 301         if (altmap) {
 302                 /*
 303                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 304                  */
 305                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 306                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 307                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 308                         err = -EINVAL;
 309                         goto out;
 310                 }
 311                 altmap->alloc = 0;
 312         }
 313
 314         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 315                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
 316
 317                 /*
 318                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 319                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 320                  * Warning will be printed if there is collision.
 321                  */
 322                 if (err && (err != -EEXIST))
 323                         break;
 324                 err = 0;
 325         }
 326         vmemmap_populate_print_last();
 327 out:
 328         return err;
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 331
 332 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 333 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 334 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 335                                      unsigned long start_pfn,
 336                                      unsigned long end_pfn)
 337 {
 338         struct mem_section *ms;
 339
 340         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 341                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 342
 343                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 344                         continue;
 345
 346                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 347                         continue;
 348
 349                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 350                         continue;
 351
 352                 return start_pfn;
 353         }
 354
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 359 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 360                                     unsigned long start_pfn,
 361                                     unsigned long end_pfn)
 362 {
 363         struct mem_section *ms;
 364         unsigned long pfn;
 365
 366         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 367         pfn = end_pfn - 1;
 368         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 369                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 370
 371                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 372                         continue;
 373
 374                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 375                         continue;
 376
 377                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 378                         continue;
 379
 380                 return pfn;
 381         }
 382
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 387                              unsigned long end_pfn)
 388 {
 389         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 390         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 391         unsigned long zone_end_pfn = z;
 392         unsigned long pfn;
 393         struct mem_section *ms;
 394         int nid = zone_to_nid(zone);
 395
 396         zone_span_writelock(zone);
 397         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 402                  * for shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 405                                                 zone_end_pfn);
 406                 if (pfn) {
 407                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 408                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 409                 }
 410         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 411                 /*
 412                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 413                  * shrink zone->spanned_pages.
 414                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 415                  * shrinking zone.
 416                  */
 417                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 418                                                start_pfn);
 419                 if (pfn)
 420                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 421         }
 422
 423         /*
 424          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 425          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 426          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 427          * it check the zone has only hole or not.
 428          */
 429         pfn = zone_start_pfn;
 430         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 431                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 432
 433                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 434                         continue;
 435
 436                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 437                         continue;
 438
 439                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 440                 if (start_pfn == pfn)
 441                         continue;
 442
 443                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 444                 zone_span_writeunlock(zone);
 445                 return;
 446         }
 447
 448         /* The zone has no valid section */
 449         zone->zone_start_pfn = 0;
 450         zone->spanned_pages = 0;
 451         zone_span_writeunlock(zone);
 452 }
 453
 454 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 455                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 456 {
 457         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 458         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 459         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 460         unsigned long pfn;
 461         struct mem_section *ms;
 462         int nid = pgdat->node_id;
 463
 464         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 465                 /*
 466                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 467                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 468                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 469                  * for shrinking zone.
 470                  */
 471                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 472                                                 pgdat_end_pfn);
 473                 if (pfn) {
 474                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 475                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 476                 }
 477         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 478                 /*
 479                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 480                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 481                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 482                  * shrinking zone.
 483                  */
 484                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 485                                                start_pfn);
 486                 if (pfn)
 487                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 488         }
 489
 490         /*
 491          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 492          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 493          * change the pgdat.
 494          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 495          * has only hole or not.
 496          */
 497         pfn = pgdat_start_pfn;
 498         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 499                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 500
 501                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 502                         continue;
 503
 504                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 505                         continue;
 506
 507                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 508                 if (start_pfn == pfn)
 509                         continue;
 510
 511                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 512                 return;
 513         }
 514
 515         /* The pgdat has no valid section */
 516         pgdat->node_start_pfn = 0;
 517         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 518 }
 519
 520 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 521 {
 522         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 523         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 524         unsigned long flags;
 525
 526         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 527         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 528         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 529         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 530 }
 531
 532 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 533                 unsigned long map_offset)
 534 {
 535         unsigned long start_pfn;
 536         int scn_nr;
 537         int ret = -EINVAL;
 538
 539         if (!valid_section(ms))
 540                 return ret;
 541
 542         ret = unregister_memory_section(ms);
 543         if (ret)
 544                 return ret;
 545
 546         scn_nr = __section_nr(ms);
 547         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 548         __remove_zone(zone, start_pfn);
 549
 550         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 /**
 555  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 556  * @zone: zone from which pages need to be removed
 557  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 558  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 559  *
 560  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 561  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 562  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 563  * calling offline_pages().
 564  */
 565 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 566                  unsigned long nr_pages)
 567 {
 568         unsigned long i;
 569         unsigned long map_offset = 0;
 570         int sections_to_remove, ret = 0;
 571
 572         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 573         if (is_dev_zone(zone)) {
 574                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
 575                 struct vmem_altmap *altmap;
 576
 577                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
 578                 if (altmap)
 579                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 580         } else {
 581                 resource_size_t start, size;
 582
 583                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 584                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 585
 586                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 587                                         size);
 588                 if (ret) {
 589                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 590
 591                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 592                                         &start, &endres, ret);
 593                 }
 594         }
 595
 596         clear_zone_contiguous(zone);
 597
 598         /*
 599          * We can only remove entire sections
 600          */
 601         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 602         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 603
 604         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 605         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 606                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 607
 608                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
 609                 map_offset = 0;
 610                 if (ret)
 611                         break;
 612         }
 613
 614         set_zone_contiguous(zone);
 615
 616         return ret;
 617 }
 618 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 619
 620 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 621 {
 622         int rc = -EINVAL;
 623
 624         get_online_mems();
 625         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 626
 627         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 628                 online_page_callback = callback;
 629                 rc = 0;
 630         }
 631
 632         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 633         put_online_mems();
 634
 635         return rc;
 636 }
 637 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 638
 639 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 640 {
 641         int rc = -EINVAL;
 642
 643         get_online_mems();
 644         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 645
 646         if (online_page_callback == callback) {
 647                 online_page_callback = generic_online_page;
 648                 rc = 0;
 649         }
 650
 651         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 652         put_online_mems();
 653
 654         return rc;
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 657
 658 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 659 {
 660 }
 661 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 662
 663 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 664 {
 665         adjust_managed_page_count(page, 1);
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 668
 669 void __online_page_free(struct page *page)
 670 {
 671         __free_reserved_page(page);
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 674
 675 static void generic_online_page(struct page *page)
 676 {
 677         __online_page_set_limits(page);
 678         __online_page_increment_counters(page);
 679         __online_page_free(page);
 680 }
 681
 682 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 683                         void *arg)
 684 {
 685         unsigned long i;
 686         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 687         struct page *page;
 688
 689         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 690                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 691                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 692                         (*online_page_callback)(page);
 693                         onlined_pages++;
 694                 }
 695
 696         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 697
 698         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 703 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 704         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 705 {
 706         int nid = zone_to_nid(zone);
 707         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 708
 709         /*
 710          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 711          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 712          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 713          *
 714          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 715          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 716          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 717          */
 718         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 719                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 720
 721         /*
 722          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 723          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 724          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 725          * the memory is online.
 726          */
 727         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 728                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 729         else
 730                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 731
 732 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 733         /*
 734          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 735          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 736          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 737          *
 738          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 739          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 740          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 741          */
 742         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 743         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 744                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 745
 746         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 747                 arg->status_change_nid_high = nid;
 748         else
 749                 arg->status_change_nid_high = -1;
 750 #else
 751         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 752 #endif
 753
 754         /*
 755          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 756          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 757          * is online.
 758          */
 759         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 760                 arg->status_change_nid = nid;
 761         else
 762                 arg->status_change_nid = -1;
 763 }
 764
 765 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 766 {
 767         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 768                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 769
 770         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 771                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 772
 773         node_set_state(node, N_MEMORY);
 774 }
 775
 776 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 777                 unsigned long nr_pages)
 778 {
 779         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 780
 781         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 782                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 783
 784         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 785 }
 786
 787 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 788                                      unsigned long nr_pages)
 789 {
 790         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 791
 792         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 793                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 794
 795         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 796 }
 797
 798 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
 799                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 800 {
 801         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 802         int nid = pgdat->node_id;
 803         unsigned long flags;
 804
 805         if (zone_is_empty(zone))
 806                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 807
 808         clear_zone_contiguous(zone);
 809
 810         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 811         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 812         zone_span_writelock(zone);
 813         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 814         zone_span_writeunlock(zone);
 815         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 816         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 817
 818         /*
 819          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 820          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 821          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 822          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 823          */
 824         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 825
 826         set_zone_contiguous(zone);
 827 }
 828
 829 /*
 830  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 831  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 832  * to the ZONE_NORMAL.
 833  */
 834 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 835                 unsigned long nr_pages)
 836 {
 837         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 838         int zid;
 839
 840         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 841                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 842
 843                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 844                         return zone;
 845         }
 846
 847         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 848 }
 849
 850 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 851                 unsigned long nr_pages)
 852 {
 853         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 854                         nr_pages);
 855         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 856         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 857         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 858
 859         /*
 860          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 861          * overlap in the given range
 862          */
 863         if (in_kernel ^ in_movable)
 864                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 865
 866         /*
 867          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 868          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 869          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 870          */
 871         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 872 }
 873
 874 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 875                 unsigned long nr_pages)
 876 {
 877         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 878                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 879
 880         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 881                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 882
 883         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 884 }
 885
 886 /*
 887  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 888  * for the given online type.
 889  */
 890 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 891                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 892 {
 893         struct zone *zone;
 894
 895         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 896         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 897         return zone;
 898 }
 899
 900 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 901 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 902 {
 903         unsigned long flags;
 904         unsigned long onlined_pages = 0;
 905         struct zone *zone;
 906         int need_zonelists_rebuild = 0;
 907         int nid;
 908         int ret;
 909         struct memory_notify arg;
 910
 911         nid = pfn_to_nid(pfn);
 912         /* associate pfn range with the zone */
 913         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 914
 915         arg.start_pfn = pfn;
 916         arg.nr_pages = nr_pages;
 917         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 918
 919         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 920         ret = notifier_to_errno(ret);
 921         if (ret)
 922                 goto failed_addition;
 923
 924         /*
 925          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 926          * This means the page allocator ignores this zone.
 927          * So, zonelist must be updated after online.
 928          */
 929         if (!populated_zone(zone)) {
 930                 need_zonelists_rebuild = 1;
 931                 setup_zone_pageset(zone);
 932         }
 933
 934         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 935                 online_pages_range);
 936         if (ret) {
 937                 if (need_zonelists_rebuild)
 938                         zone_pcp_reset(zone);
 939                 goto failed_addition;
 940         }
 941
 942         zone->present_pages += onlined_pages;
 943
 944         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 945         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 946         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 947
 948         if (onlined_pages) {
 949                 node_states_set_node(nid, &arg);
 950                 if (need_zonelists_rebuild)
 951                         build_all_zonelists(NULL);
 952                 else
 953                         zone_pcp_update(zone);
 954         }
 955
 956         init_per_zone_wmark_min();
 957
 958         if (onlined_pages) {
 959                 kswapd_run(nid);
 960                 kcompactd_run(nid);
 961         }
 962
 963         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 964
 965         writeback_set_ratelimit();
 966
 967         if (onlined_pages)
 968                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 969         return 0;
 970
 971 failed_addition:
 972         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 973                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 974                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 975         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 976         return ret;
 977 }
 978 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 979
 980 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 981 {
 982         struct zone *z;
 983
 984         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 985                 z->present_pages = 0;
 986
 987         pgdat->node_present_pages = 0;
 988 }
 989
 990 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 991 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 992 {
 993         struct pglist_data *pgdat;
 994         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 995         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 996         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 997
 998         pgdat = NODE_DATA(nid);
 999         if (!pgdat) {
1000                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1001                 if (!pgdat)
1002                         return NULL;
1003
1004                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1005         } else {
1006                 /*
1007                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1008                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1009                  * when it starts in the near future.
1010                  */
1011                 pgdat->nr_zones = 0;
1012                 pgdat->kswapd_order = 0;
1013                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1014         }
1015
1016         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1017
1018         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1019         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1020         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1021
1022         /*
1023          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1024          * to access not-initialized zonelist, build here.
1025          */
1026         build_all_zonelists(pgdat);
1027
1028         /*
1029          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1030          * free_area_init_core(), which will cause
1031          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1032          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1033          */
1034         reset_node_managed_pages(pgdat);
1035
1036         /*
1037          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1038          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1039          * online_pages() and offline_pages().
1040          */
1041         reset_node_present_pages(pgdat);
1042
1043         return pgdat;
1044 }
1045
1046 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1047 {
1048         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1049         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1050         arch_free_nodedata(pgdat);
1051         return;
1052 }
1053
1054
1055 /**
1056  * try_online_node - online a node if offlined
1057  *
1058  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1059  */
1060 int try_online_node(int nid)
1061 {
1062         pg_data_t       *pgdat;
1063         int     ret;
1064
1065         if (node_online(nid))
1066                 return 0;
1067
1068         mem_hotplug_begin();
1069         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1070         if (!pgdat) {
1071                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1072                 ret = -ENOMEM;
1073                 goto out;
1074         }
1075         node_set_online(nid);
1076         ret = register_one_node(nid);
1077         BUG_ON(ret);
1078 out:
1079         mem_hotplug_done();
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1084 {
1085         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1086         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1087
1088         /* Memory range must be aligned with section */
1089         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1090             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1091                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1092                                 (unsigned long long)start,
1093                                 (unsigned long long)size);
1094                 return -EINVAL;
1095         }
1096
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1101 {
1102         return device_online(&mem->dev);
1103 }
1104
1105 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1106 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1107 {
1108         u64 start, size;
1109         pg_data_t *pgdat = NULL;
1110         bool new_pgdat;
1111         bool new_node;
1112         int ret;
1113
1114         start = res->start;
1115         size = resource_size(res);
1116
1117         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1118         if (ret)
1119                 return ret;
1120
1121         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1122                 void *p = NODE_DATA(nid);
1123                 new_pgdat = !p;
1124         }
1125
1126         mem_hotplug_begin();
1127
1128         /*
1129          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1130          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1131          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1132          * be removed at hot-remove time.
1133          */
1134         memblock_add_node(start, size, nid);
1135
1136         new_node = !node_online(nid);
1137         if (new_node) {
1138                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1139                 ret = -ENOMEM;
1140                 if (!pgdat)
1141                         goto error;
1142         }
1143
1144         /* call arch's memory hotadd */
1145         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1146
1147         if (ret < 0)
1148                 goto error;
1149
1150         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1151         node_set_online(nid);
1152
1153         if (new_node) {
1154                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1155                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1156
1157                 ret = __register_one_node(nid);
1158                 if (ret)
1159                         goto register_fail;
1160
1161                 /*
1162                  * link memory sections under this node. This is already
1163                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1164                  * but that depends to have the node registered so offline
1165                  * nodes have to go through register_node.
1166                  * TODO clean up this mess.
1167                  */
1168                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1169 register_fail:
1170                 /*
1171                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1172                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1173                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1174                  */
1175                 BUG_ON(ret);
1176         }
1177
1178         /* create new memmap entry */
1179         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1180
1181         /* online pages if requested */
1182         if (online)
1183                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1184                                   NULL, online_memory_block);
1185
1186         goto out;
1187
1188 error:
1189         /* rollback pgdat allocation and others */
1190         if (new_pgdat && pgdat)
1191                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1192         memblock_remove(start, size);
1193
1194 out:
1195         mem_hotplug_done();
1196         return ret;
1197 }
1198 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1199
1200 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1201 {
1202         struct resource *res;
1203         int ret;
1204
1205         res = register_memory_resource(start, size);
1206         if (IS_ERR(res))
1207                 return PTR_ERR(res);
1208
1209         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1210         if (ret < 0)
1211                 release_memory_resource(res);
1212         return ret;
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1215
1216 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1217 /*
1218  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1219  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1220  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1221  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1222  * be located at the start of the pageblock
1223  */
1224 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1225 {
1226         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1227 }
1228
1229 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1230 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1231 {
1232         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1233         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1234
1235         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1236         if (pageblock_free(page)) {
1237                 int order;
1238                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1239                 order = page_order(page);
1240                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1241                         return page + (1 << order);
1242         }
1243
1244         return page + pageblock_nr_pages;
1245 }
1246
1247 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1248 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1249 {
1250         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1251         struct page *end_page = page + nr_pages;
1252
1253         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1254         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1255                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1256                         return false;
1257                 cond_resched();
1258         }
1259
1260         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1261         return true;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1266  * When true, return its valid [start, end).
1267  */
1268 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1269                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1270 {
1271         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1272         unsigned long start, end;
1273         struct zone *zone = NULL;
1274         struct page *page;
1275         int i;
1276         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1277              pfn < end_pfn;
1278              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1279                 /* Make sure the memory section is present first */
1280                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1281                         continue;
1282                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1283                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1284                         i = 0;
1285                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1286                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1287                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1288                                 i++;
1289                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1290                                 continue;
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         struct page *page;
1320         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1321                 if (pfn_valid(pfn)) {
1322                         page = pfn_to_page(pfn);
1323                         if (PageLRU(page))
1324                                 return pfn;
1325                         if (__PageMovable(page))
1326                                 return pfn;
1327                         if (PageHuge(page)) {
1328                                 if (page_huge_active(page))
1329                                         return pfn;
1330                                 else
1331                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1332                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1333                         }
1334                 }
1335         }
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1340                 int **result)
1341 {
1342         int nid = page_to_nid(page);
1343         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1344
1345         /*
1346          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1347          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1348          * of the only existing node)
1349          */
1350         node_clear(nid, nmask);
1351         if (nodes_empty(nmask))
1352                 node_set(nid, nmask);
1353
1354         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1355 }
1356
1357 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1358 static int
1359 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1360 {
1361         unsigned long pfn;
1362         struct page *page;
1363         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1364         int not_managed = 0;
1365         int ret = 0;
1366         LIST_HEAD(source);
1367
1368         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1369                 if (!pfn_valid(pfn))
1370                         continue;
1371                 page = pfn_to_page(pfn);
1372
1373                 if (PageHuge(page)) {
1374                         struct page *head = compound_head(page);
1375                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1376                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1377                                 ret = -EBUSY;
1378                                 break;
1379                         }
1380                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1381                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1382                         continue;
1383                 }
1384
1385                 if (!get_page_unless_zero(page))
1386                         continue;
1387                 /*
1388                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1389                  * LRU and non-lru movable pages.
1390                  */
1391                 if (PageLRU(page))
1392                         ret = isolate_lru_page(page);
1393                 else
1394                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1395                 if (!ret) { /* Success */
1396                         put_page(page);
1397                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1398                         move_pages--;
1399                         if (!__PageMovable(page))
1400                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1401                                                     page_is_file_cache(page));
1402
1403                 } else {
1404 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1405                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1406                         dump_page(page, "isolation failed");
1407 #endif
1408                         put_page(page);
1409                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1410                            check this again here. */
1411                         if (page_count(page)) {
1412                                 not_managed++;
1413                                 ret = -EBUSY;
1414                                 break;
1415                         }
1416                 }
1417         }
1418         if (!list_empty(&source)) {
1419                 if (not_managed) {
1420                         putback_movable_pages(&source);
1421                         goto out;
1422                 }
1423
1424                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1425                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1426                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1427                 if (ret)
1428                         putback_movable_pages(&source);
1429         }
1430 out:
1431         return ret;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1436  */
1437 static int
1438 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1439                         void *data)
1440 {
1441         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 static void
1446 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1447 {
1448         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1449                                 offline_isolated_pages_cb);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1454  */
1455 static int
1456 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1457                         void *data)
1458 {
1459         int ret;
1460         long offlined = *(long *)data;
1461         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1462         offlined = nr_pages;
1463         if (!ret)
1464                 *(long *)data += offlined;
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 static long
1469 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1470 {
1471         long offlined = 0;
1472         int ret;
1473
1474         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1475                         check_pages_isolated_cb);
1476         if (ret < 0)
1477                 offlined = (long)ret;
1478         return offlined;
1479 }
1480
1481 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1482 {
1483 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1484         movable_node_enabled = true;
1485 #else
1486         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1487 #endif
1488         return 0;
1489 }
1490 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1491
1492 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1493 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1494                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1495 {
1496         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1497         unsigned long present_pages = 0;
1498         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1499
1500         /*
1501          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1502          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1503          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1504          *
1505          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1506          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1507          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1508          */
1509         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1510                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1511
1512         /*
1513          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1514          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1515          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1516          * become empty after offline , thus we can determind we will
1517          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1518          */
1519         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1520                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1521         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1522                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1523         else
1524                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1525
1526 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1527         /*
1528          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1529          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1530          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1531          *
1532          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1533          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1534          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1535          */
1536         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1537         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1538                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1539
1540         for (; 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_high = zone_to_nid(zone);
1544         else
1545                 arg->status_change_nid_high = -1;
1546 #else
1547         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1548 #endif
1549
1550         /*
1551          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1552          */
1553         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1554
1555         /*
1556          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1557          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1558          * we can determind we will need to clear the node from
1559          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1560          */
1561         for (; zt <= zone_last; zt++)
1562                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1563         if (nr_pages >= present_pages)
1564                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1565         else
1566                 arg->status_change_nid = -1;
1567 }
1568
1569 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1570 {
1571         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1572                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1573
1574         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1575             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1576                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1577
1578         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1579             (arg->status_change_nid >= 0))
1580                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1581 }
1582
1583 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1584                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1585 {
1586         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1587         long offlined_pages;
1588         int ret, drain, retry_max, node;
1589         unsigned long flags;
1590         unsigned long valid_start, valid_end;
1591         struct zone *zone;
1592         struct memory_notify arg;
1593
1594         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1595         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1596                 return -EINVAL;
1597         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1598                 return -EINVAL;
1599         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1600            we assume this for now. .*/
1601         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1602                 return -EINVAL;
1603
1604         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1605         node = zone_to_nid(zone);
1606         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1607
1608         /* set above range as isolated */
1609         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1610                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1611         if (ret)
1612                 return ret;
1613
1614         arg.start_pfn = start_pfn;
1615         arg.nr_pages = nr_pages;
1616         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1617
1618         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1619         ret = notifier_to_errno(ret);
1620         if (ret)
1621                 goto failed_removal;
1622
1623         pfn = start_pfn;
1624         expire = jiffies + timeout;
1625         drain = 0;
1626         retry_max = 5;
1627 repeat:
1628         /* start memory hot removal */
1629         ret = -EAGAIN;
1630         if (time_after(jiffies, expire))
1631                 goto failed_removal;
1632         ret = -EINTR;
1633         if (signal_pending(current))
1634                 goto failed_removal;
1635         ret = 0;
1636         if (drain) {
1637                 lru_add_drain_all_cpuslocked();
1638                 cond_resched();
1639                 drain_all_pages(zone);
1640         }
1641
1642         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1643         if (pfn) { /* We have movable pages */
1644                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1645                 if (!ret) {
1646                         drain = 1;
1647                         goto repeat;
1648                 } else {
1649                         if (ret < 0)
1650                                 if (--retry_max == 0)
1651                                         goto failed_removal;
1652                         yield();
1653                         drain = 1;
1654                         goto repeat;
1655                 }
1656         }
1657         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1658         lru_add_drain_all_cpuslocked();
1659         yield();
1660         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1661         drain_all_pages(zone);
1662         /*
1663          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1664          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1665          */
1666         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1667         if (ret)
1668                 goto failed_removal;
1669         /* check again */
1670         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1671         if (offlined_pages < 0) {
1672                 ret = -EBUSY;
1673                 goto failed_removal;
1674         }
1675         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1676         /* Ok, all of our target is isolated.
1677            We cannot do rollback at this point. */
1678         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1679         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1680         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1681         /* removal success */
1682         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1683         zone->present_pages -= offlined_pages;
1684
1685         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1686         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1687         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1688
1689         init_per_zone_wmark_min();
1690
1691         if (!populated_zone(zone)) {
1692                 zone_pcp_reset(zone);
1693                 build_all_zonelists(NULL);
1694         } else
1695                 zone_pcp_update(zone);
1696
1697         node_states_clear_node(node, &arg);
1698         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1699                 kswapd_stop(node);
1700                 kcompactd_stop(node);
1701         }
1702
1703         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1704         writeback_set_ratelimit();
1705
1706         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1707         return 0;
1708
1709 failed_removal:
1710         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1711                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1712                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1713         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1714         /* pushback to free area */
1715         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1716         return ret;
1717 }
1718
1719 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1720 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1721 {
1722         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1723 }
1724 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1725
1726 /**
1727  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1728  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1729  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1730  * @arg: argument passed to func
1731  * @func: callback for each memory section walked
1732  *
1733  * This function walks through all present mem sections in range
1734  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1735  *
1736  * Returns the return value of func.
1737  */
1738 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1739                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1740 {
1741         struct memory_block *mem = NULL;
1742         struct mem_section *section;
1743         unsigned long pfn, section_nr;
1744         int ret;
1745
1746         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1747                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1748                 if (!present_section_nr(section_nr))
1749                         continue;
1750
1751                 section = __nr_to_section(section_nr);
1752                 /* same memblock? */
1753                 if (mem)
1754                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1755                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1756                                 continue;
1757
1758                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1759                 if (!mem)
1760                         continue;
1761
1762                 ret = func(mem, arg);
1763                 if (ret) {
1764                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1765                         return ret;
1766                 }
1767         }
1768
1769         if (mem)
1770                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1771
1772         return 0;
1773 }
1774
1775 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1776 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1777 {
1778         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1779
1780         if (unlikely(ret)) {
1781                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1782
1783                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1784                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1785                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1786                         &beginpa, &endpa);
1787         }
1788
1789         return ret;
1790 }
1791
1792 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1793 {
1794         int cpu;
1795
1796         for_each_present_cpu(cpu) {
1797                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1798                         /*
1799                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1800                          * offline this node.
1801                          */
1802                         return -EBUSY;
1803         }
1804
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1809 {
1810 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1811         int cpu;
1812
1813         for_each_possible_cpu(cpu)
1814                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1815                         numa_clear_node(cpu);
1816 #endif
1817 }
1818
1819 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1820 {
1821         int ret;
1822
1823         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1824         if (ret)
1825                 return ret;
1826
1827         /*
1828          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1829          * the cpu_to_node() now.
1830          */
1831
1832         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 /**
1837  * try_offline_node
1838  *
1839  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1840  *
1841  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1842  * and online/offline operations before this call.
1843  */
1844 void try_offline_node(int nid)
1845 {
1846         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1847         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1848         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1849         unsigned long pfn;
1850
1851         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1852                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1853
1854                 if (!present_section_nr(section_nr))
1855                         continue;
1856
1857                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1858                         continue;
1859
1860                 /*
1861                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1862                  * can't offline node now.
1863                  */
1864                 return;
1865         }
1866
1867         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1868                 return;
1869
1870         /*
1871          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1872          * node now.
1873          */
1874         node_set_offline(nid);
1875         unregister_one_node(nid);
1876 }
1877 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1878
1879 /**
1880  * remove_memory
1881  *
1882  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1883  * and online/offline operations before this call, as required by
1884  * try_offline_node().
1885  */
1886 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1887 {
1888         int ret;
1889
1890         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1891
1892         mem_hotplug_begin();
1893
1894         /*
1895          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1896          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1897          * if this is not the case.
1898          */
1899         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1900                                 check_memblock_offlined_cb);
1901         if (ret)
1902                 BUG();
1903
1904         /* remove memmap entry */
1905         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1906         memblock_free(start, size);
1907         memblock_remove(start, size);
1908
1909         arch_remove_memory(start, size);
1910
1911         try_offline_node(nid);
1912
1913         mem_hotplug_done();
1914 }
1915 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1916 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */