mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res, *conflict;
 103         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 104         if (!res)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         res->name = "System RAM";
 108         res->start = start;
 109         res->end = start + size - 1;
 110         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 111         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 112         if (conflict) {
 113                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 114                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 115                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 116                                  (unsigned long long)start);
 117                 }
 118                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 119                 kfree(res);
 120                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 121         }
 122         return res;
 123 }
 124
 125 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 126 {
 127         if (!res)
 128                 return;
 129         release_resource(res);
 130         kfree(res);
 131         return;
 132 }
 133
 134 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 135 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 136                       unsigned long type)
 137 {
 138         page->freelist = (void *)type;
 139         SetPagePrivate(page);
 140         set_page_private(page, info);
 141         page_ref_inc(page);
 142 }
 143
 144 void put_page_bootmem(struct page *page)
 145 {
 146         unsigned long type;
 147
 148         type = (unsigned long) page->freelist;
 149         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 150                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 151
 152         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 153                 page->freelist = NULL;
 154                 ClearPagePrivate(page);
 155                 set_page_private(page, 0);
 156                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 157                 free_reserved_page(page);
 158         }
 159 }
 160
 161 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 162 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 163 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 164 {
 165         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 166         struct mem_section *ms;
 167         struct page *page, *memmap;
 168
 169         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 170         ms = __nr_to_section(section_nr);
 171
 172         /* Get section's memmap address */
 173         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 174
 175         /*
 176          * Get page for the memmap's phys address
 177          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 178          */
 179         page = virt_to_page(memmap);
 180         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 181         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 182
 183         /* remember memmap's page */
 184         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 185                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 186
 187         usemap = ms->pageblock_flags;
 188         page = virt_to_page(usemap);
 189
 190         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 191
 192         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 193                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 194
 195 }
 196 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 197 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 198 {
 199         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 200         struct mem_section *ms;
 201         struct page *page, *memmap;
 202
 203         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 204         ms = __nr_to_section(section_nr);
 205
 206         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 207
 208         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 209
 210         usemap = ms->pageblock_flags;
 211         page = virt_to_page(usemap);
 212
 213         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 214
 215         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 216                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 217 }
 218 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 219
 220 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 221 {
 222         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 223         int node = pgdat->node_id;
 224         struct page *page;
 225
 226         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 227         page = virt_to_page(pgdat);
 228
 229         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 230                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 231
 232         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 233         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 234
 235         /* register section info */
 236         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 237                 /*
 238                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 239                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 240                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 241                  * reside in some other nodes.
 242                  */
 243                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 244                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 245         }
 246 }
 247 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 248
 249 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 250                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 251 {
 252         int ret;
 253
 254         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 255                 return -EEXIST;
 256
 257         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
 258         if (ret < 0)
 259                 return ret;
 260
 261         if (!want_memblock)
 262                 return 0;
 263
 264         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 269  * expected that archs that support memory hotplug will
 270  * call this function after deciding the zone to which to
 271  * add the new pages.
 272  */
 273 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 274                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 275                 bool want_memblock)
 276 {
 277         unsigned long i;
 278         int err = 0;
 279         int start_sec, end_sec;
 280
 281         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 282         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 283         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 284
 285         if (altmap) {
 286                 /*
 287                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 288                  */
 289                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 290                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 291                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 292                         err = -EINVAL;
 293                         goto out;
 294                 }
 295                 altmap->alloc = 0;
 296         }
 297
 298         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 299                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 300                                 want_memblock);
 301
 302                 /*
 303                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 304                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 305                  * Warning will be printed if there is collision.
 306                  */
 307                 if (err && (err != -EEXIST))
 308                         break;
 309                 err = 0;
 310                 cond_resched();
 311         }
 312         vmemmap_populate_print_last();
 313 out:
 314         return err;
 315 }
 316
 317 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 318 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 319 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 320                                      unsigned long start_pfn,
 321                                      unsigned long end_pfn)
 322 {
 323         struct mem_section *ms;
 324
 325         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 326                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 327
 328                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 329                         continue;
 330
 331                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 332                         continue;
 333
 334                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 335                         continue;
 336
 337                 return start_pfn;
 338         }
 339
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 344 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 345                                     unsigned long start_pfn,
 346                                     unsigned long end_pfn)
 347 {
 348         struct mem_section *ms;
 349         unsigned long pfn;
 350
 351         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 352         pfn = end_pfn - 1;
 353         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 354                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 355
 356                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 357                         continue;
 358
 359                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 360                         continue;
 361
 362                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 363                         continue;
 364
 365                 return pfn;
 366         }
 367
 368         return 0;
 369 }
 370
 371 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 372                              unsigned long end_pfn)
 373 {
 374         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 375         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 376         unsigned long zone_end_pfn = z;
 377         unsigned long pfn;
 378         struct mem_section *ms;
 379         int nid = zone_to_nid(zone);
 380
 381         zone_span_writelock(zone);
 382         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 383                 /*
 384                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 385                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 386                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 387                  * for shrinking zone.
 388                  */
 389                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 390                                                 zone_end_pfn);
 391                 if (pfn) {
 392                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 393                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 394                 }
 395         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 396                 /*
 397                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 398                  * shrink zone->spanned_pages.
 399                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 400                  * shrinking zone.
 401                  */
 402                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 403                                                start_pfn);
 404                 if (pfn)
 405                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 406         }
 407
 408         /*
 409          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 410          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 411          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 412          * it check the zone has only hole or not.
 413          */
 414         pfn = zone_start_pfn;
 415         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 416                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 417
 418                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 419                         continue;
 420
 421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 422                         continue;
 423
 424                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 425                 if (start_pfn == pfn)
 426                         continue;
 427
 428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 429                 zone_span_writeunlock(zone);
 430                 return;
 431         }
 432
 433         /* The zone has no valid section */
 434         zone->zone_start_pfn = 0;
 435         zone->spanned_pages = 0;
 436         zone_span_writeunlock(zone);
 437 }
 438
 439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 441 {
 442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 445         unsigned long pfn;
 446         struct mem_section *ms;
 447         int nid = pgdat->node_id;
 448
 449         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 450                 /*
 451                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 452                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 453                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 454                  * for shrinking zone.
 455                  */
 456                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 457                                                 pgdat_end_pfn);
 458                 if (pfn) {
 459                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 460                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 461                 }
 462         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 463                 /*
 464                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 465                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 466                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 467                  * shrinking zone.
 468                  */
 469                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 470                                                start_pfn);
 471                 if (pfn)
 472                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 473         }
 474
 475         /*
 476          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 477          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 478          * change the pgdat.
 479          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 480          * has only hole or not.
 481          */
 482         pfn = pgdat_start_pfn;
 483         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 484                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 485
 486                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 487                         continue;
 488
 489                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 490                         continue;
 491
 492                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 493                 if (start_pfn == pfn)
 494                         continue;
 495
 496                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 497                 return;
 498         }
 499
 500         /* The pgdat has no valid section */
 501         pgdat->node_start_pfn = 0;
 502         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 503 }
 504
 505 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 506 {
 507         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 508         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 509         unsigned long flags;
 510
 511         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 512         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 513         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 514         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 515 }
 516
 517 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 518                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 519 {
 520         unsigned long start_pfn;
 521         int scn_nr;
 522         int ret = -EINVAL;
 523
 524         if (!valid_section(ms))
 525                 return ret;
 526
 527         ret = unregister_memory_section(ms);
 528         if (ret)
 529                 return ret;
 530
 531         scn_nr = __section_nr(ms);
 532         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 533         __remove_zone(zone, start_pfn);
 534
 535         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 536         return 0;
 537 }
 538
 539 /**
 540  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 541  * @zone: zone from which pages need to be removed
 542  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 543  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 544  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 545  *
 546  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 547  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 548  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 549  * calling offline_pages().
 550  */
 551 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 552                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 553 {
 554         unsigned long i;
 555         unsigned long map_offset = 0;
 556         int sections_to_remove, ret = 0;
 557
 558         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 559         if (is_dev_zone(zone)) {
 560                 if (altmap)
 561                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 562         } else {
 563                 resource_size_t start, size;
 564
 565                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 566                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 567
 568                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 569                                         size);
 570                 if (ret) {
 571                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 572
 573                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 574                                         &start, &endres, ret);
 575                 }
 576         }
 577
 578         clear_zone_contiguous(zone);
 579
 580         /*
 581          * We can only remove entire sections
 582          */
 583         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 584         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 585
 586         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 587         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 588                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 589
 590                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 591                                 altmap);
 592                 map_offset = 0;
 593                 if (ret)
 594                         break;
 595         }
 596
 597         set_zone_contiguous(zone);
 598
 599         return ret;
 600 }
 601 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 602
 603 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 604 {
 605         int rc = -EINVAL;
 606
 607         get_online_mems();
 608         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 609
 610         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 611                 online_page_callback = callback;
 612                 rc = 0;
 613         }
 614
 615         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 616         put_online_mems();
 617
 618         return rc;
 619 }
 620 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 621
 622 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 623 {
 624         int rc = -EINVAL;
 625
 626         get_online_mems();
 627         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 628
 629         if (online_page_callback == callback) {
 630                 online_page_callback = generic_online_page;
 631                 rc = 0;
 632         }
 633
 634         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 635         put_online_mems();
 636
 637         return rc;
 638 }
 639 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 640
 641 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 642 {
 643 }
 644 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 645
 646 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 647 {
 648         adjust_managed_page_count(page, 1);
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 651
 652 void __online_page_free(struct page *page)
 653 {
 654         __free_reserved_page(page);
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 657
 658 static void generic_online_page(struct page *page)
 659 {
 660         __online_page_set_limits(page);
 661         __online_page_increment_counters(page);
 662         __online_page_free(page);
 663 }
 664
 665 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 666                         void *arg)
 667 {
 668         unsigned long i;
 669         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 670         struct page *page;
 671
 672         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 673                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 674                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 675                         (*online_page_callback)(page);
 676                         onlined_pages++;
 677                 }
 678
 679         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 680
 681         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 682         return 0;
 683 }
 684
 685 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 686 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 687         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 688 {
 689         int nid = zone_to_nid(zone);
 690         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 691
 692         /*
 693          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 694          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 695          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 696          *
 697          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 698          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 699          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 700          */
 701         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 702                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 703
 704         /*
 705          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 706          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 707          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 708          * the memory is online.
 709          */
 710         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 711                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 712         else
 713                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 714
 715 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 716         /*
 717          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 718          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 719          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 720          *
 721          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 722          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 723          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 724          */
 725         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 726         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 727                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 728
 729         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 730                 arg->status_change_nid_high = nid;
 731         else
 732                 arg->status_change_nid_high = -1;
 733 #else
 734         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 735 #endif
 736
 737         /*
 738          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 739          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 740          * is online.
 741          */
 742         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 743                 arg->status_change_nid = nid;
 744         else
 745                 arg->status_change_nid = -1;
 746 }
 747
 748 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 749 {
 750         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 751                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 752
 753         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 754                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 755
 756         node_set_state(node, N_MEMORY);
 757 }
 758
 759 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 760                 unsigned long nr_pages)
 761 {
 762         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 763
 764         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 765                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 766
 767         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 768 }
 769
 770 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 771                                      unsigned long nr_pages)
 772 {
 773         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 774
 775         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 776                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 777
 778         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 779 }
 780
 781 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 782                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 783 {
 784         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 785         int nid = pgdat->node_id;
 786         unsigned long flags;
 787
 788         if (zone_is_empty(zone))
 789                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 790
 791         clear_zone_contiguous(zone);
 792
 793         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 794         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 795         zone_span_writelock(zone);
 796         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 797         zone_span_writeunlock(zone);
 798         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 799         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 800
 801         /*
 802          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 803          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 804          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 805          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 806          */
 807         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 808                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 809
 810         set_zone_contiguous(zone);
 811 }
 812
 813 /*
 814  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 815  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 816  * to the ZONE_NORMAL.
 817  */
 818 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 819                 unsigned long nr_pages)
 820 {
 821         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 822         int zid;
 823
 824         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 825                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 826
 827                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 828                         return zone;
 829         }
 830
 831         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 832 }
 833
 834 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 835                 unsigned long nr_pages)
 836 {
 837         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 838                         nr_pages);
 839         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 840         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 841         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 842
 843         /*
 844          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 845          * overlap in the given range
 846          */
 847         if (in_kernel ^ in_movable)
 848                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 849
 850         /*
 851          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 852          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 853          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 854          */
 855         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 856 }
 857
 858 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 859                 unsigned long nr_pages)
 860 {
 861         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 862                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 863
 864         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 865                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 866
 867         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 872  * for the given online type.
 873  */
 874 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 875                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 876 {
 877         struct zone *zone;
 878
 879         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 880         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 881         return zone;
 882 }
 883
 884 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 885 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 886 {
 887         unsigned long flags;
 888         unsigned long onlined_pages = 0;
 889         struct zone *zone;
 890         int need_zonelists_rebuild = 0;
 891         int nid;
 892         int ret;
 893         struct memory_notify arg;
 894         struct memory_block *mem;
 895
 896         /*
 897          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 898          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 899          */
 900         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 901         nid = mem->nid;
 902
 903         /* associate pfn range with the zone */
 904         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 905
 906         arg.start_pfn = pfn;
 907         arg.nr_pages = nr_pages;
 908         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 909
 910         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 911         ret = notifier_to_errno(ret);
 912         if (ret)
 913                 goto failed_addition;
 914
 915         /*
 916          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 917          * This means the page allocator ignores this zone.
 918          * So, zonelist must be updated after online.
 919          */
 920         if (!populated_zone(zone)) {
 921                 need_zonelists_rebuild = 1;
 922                 setup_zone_pageset(zone);
 923         }
 924
 925         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 926                 online_pages_range);
 927         if (ret) {
 928                 if (need_zonelists_rebuild)
 929                         zone_pcp_reset(zone);
 930                 goto failed_addition;
 931         }
 932
 933         zone->present_pages += onlined_pages;
 934
 935         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 936         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 937         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 938
 939         if (onlined_pages) {
 940                 node_states_set_node(nid, &arg);
 941                 if (need_zonelists_rebuild)
 942                         build_all_zonelists(NULL);
 943                 else
 944                         zone_pcp_update(zone);
 945         }
 946
 947         init_per_zone_wmark_min();
 948
 949         if (onlined_pages) {
 950                 kswapd_run(nid);
 951                 kcompactd_run(nid);
 952         }
 953
 954         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 955
 956         writeback_set_ratelimit();
 957
 958         if (onlined_pages)
 959                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 960         return 0;
 961
 962 failed_addition:
 963         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 964                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 965                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 966         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 967         return ret;
 968 }
 969 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 970
 971 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 972 {
 973         struct zone *z;
 974
 975         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 976                 z->present_pages = 0;
 977
 978         pgdat->node_present_pages = 0;
 979 }
 980
 981 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 982 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 983 {
 984         struct pglist_data *pgdat;
 985         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 986         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 987         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 988
 989         pgdat = NODE_DATA(nid);
 990         if (!pgdat) {
 991                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 992                 if (!pgdat)
 993                         return NULL;
 994
 995                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 996         } else {
 997                 /*
 998                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 999                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1000                  * when it starts in the near future.
1001                  */
1002                 pgdat->nr_zones = 0;
1003                 pgdat->kswapd_order = 0;
1004                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1005         }
1006
1007         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1008
1009         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1010         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1011         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1012
1013         /*
1014          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1015          * to access not-initialized zonelist, build here.
1016          */
1017         build_all_zonelists(pgdat);
1018
1019         /*
1020          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1021          * free_area_init_core(), which will cause
1022          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1023          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1024          */
1025         reset_node_managed_pages(pgdat);
1026
1027         /*
1028          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1029          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1030          * online_pages() and offline_pages().
1031          */
1032         reset_node_present_pages(pgdat);
1033
1034         return pgdat;
1035 }
1036
1037 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1038 {
1039         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1040         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1041         arch_free_nodedata(pgdat);
1042         return;
1043 }
1044
1045
1046 /**
1047  * try_online_node - online a node if offlined
1048  * @nid: the node ID
1049  *
1050  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1051  */
1052 int try_online_node(int nid)
1053 {
1054         pg_data_t       *pgdat;
1055         int     ret;
1056
1057         if (node_online(nid))
1058                 return 0;
1059
1060         mem_hotplug_begin();
1061         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1062         if (!pgdat) {
1063                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1064                 ret = -ENOMEM;
1065                 goto out;
1066         }
1067         node_set_online(nid);
1068         ret = register_one_node(nid);
1069         BUG_ON(ret);
1070 out:
1071         mem_hotplug_done();
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1076 {
1077         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1078         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1079         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1080         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1081
1082         /* memory range must be block size aligned */
1083         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1084             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1085                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1086                        block_sz, start, size);
1087                 return -EINVAL;
1088         }
1089
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1094 {
1095         return device_online(&mem->dev);
1096 }
1097
1098 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1099 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1100 {
1101         u64 start, size;
1102         pg_data_t *pgdat = NULL;
1103         bool new_pgdat;
1104         bool new_node;
1105         int ret;
1106
1107         start = res->start;
1108         size = resource_size(res);
1109
1110         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1111         if (ret)
1112                 return ret;
1113
1114         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1115                 void *p = NODE_DATA(nid);
1116                 new_pgdat = !p;
1117         }
1118
1119         mem_hotplug_begin();
1120
1121         /*
1122          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1123          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1124          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1125          * be removed at hot-remove time.
1126          */
1127         memblock_add_node(start, size, nid);
1128
1129         new_node = !node_online(nid);
1130         if (new_node) {
1131                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1132                 ret = -ENOMEM;
1133                 if (!pgdat)
1134                         goto error;
1135         }
1136
1137         /* call arch's memory hotadd */
1138         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1139
1140         if (ret < 0)
1141                 goto error;
1142
1143         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1144         node_set_online(nid);
1145
1146         if (new_node) {
1147                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1148                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1149
1150                 ret = __register_one_node(nid);
1151                 if (ret)
1152                         goto register_fail;
1153
1154                 /*
1155                  * link memory sections under this node. This is already
1156                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1157                  * but that depends to have the node registered so offline
1158                  * nodes have to go through register_node.
1159                  * TODO clean up this mess.
1160                  */
1161                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages, false);
1162 register_fail:
1163                 /*
1164                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1165                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1166                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1167                  */
1168                 BUG_ON(ret);
1169         }
1170
1171         /* create new memmap entry */
1172         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1173
1174         /* online pages if requested */
1175         if (online)
1176                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1177                                   NULL, online_memory_block);
1178
1179         goto out;
1180
1181 error:
1182         /* rollback pgdat allocation and others */
1183         if (new_pgdat && pgdat)
1184                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1185         memblock_remove(start, size);
1186
1187 out:
1188         mem_hotplug_done();
1189         return ret;
1190 }
1191 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1192
1193 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1194 {
1195         struct resource *res;
1196         int ret;
1197
1198         res = register_memory_resource(start, size);
1199         if (IS_ERR(res))
1200                 return PTR_ERR(res);
1201
1202         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1203         if (ret < 0)
1204                 release_memory_resource(res);
1205         return ret;
1206 }
1207 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1208
1209 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1210 /*
1211  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1212  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1213  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1214  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1215  * be located at the start of the pageblock
1216  */
1217 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1218 {
1219         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1220 }
1221
1222 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1223 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1224 {
1225         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1226         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1227
1228         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1229         if (pageblock_free(page)) {
1230                 int order;
1231                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1232                 order = page_order(page);
1233                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1234                         return page + (1 << order);
1235         }
1236
1237         return page + pageblock_nr_pages;
1238 }
1239
1240 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1241 {
1242         struct zone *zone;
1243         unsigned long pfn;
1244
1245         /*
1246          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1247          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1248          * the zone but still within the section.
1249          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1250          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1251          */
1252         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1253                 return false;
1254
1255         zone = page_zone(page);
1256         pfn = page_to_pfn(page);
1257         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1258                 return false;
1259
1260         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1261 }
1262
1263 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1264 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1265 {
1266         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1267         struct page *end_page = page + nr_pages;
1268
1269         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1270         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1271                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1272                         return false;
1273                 cond_resched();
1274         }
1275
1276         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1277         return true;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1282  * When true, return its valid [start, end).
1283  */
1284 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1285                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1286 {
1287         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1288         unsigned long start, end;
1289         struct zone *zone = NULL;
1290         struct page *page;
1291         int i;
1292         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1293              pfn < end_pfn;
1294              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1295                 /* Make sure the memory section is present first */
1296                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1297                         continue;
1298                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1299                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1300                         i = 0;
1301                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1302                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1303                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1304                                 i++;
1305                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1306                                 continue;
1307                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1308                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1309                                 return 0;
1310                         if (!zone)
1311                                 start = pfn + i;
1312                         zone = page_zone(page);
1313                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1314                 }
1315         }
1316
1317         if (zone) {
1318                 *valid_start = start;
1319                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1320                 return 1;
1321         } else {
1322                 return 0;
1323         }
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1328  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1329  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1330  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1331  */
1332 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1333 {
1334         unsigned long pfn;
1335         struct page *page;
1336         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1337                 if (pfn_valid(pfn)) {
1338                         page = pfn_to_page(pfn);
1339                         if (PageLRU(page))
1340                                 return pfn;
1341                         if (__PageMovable(page))
1342                                 return pfn;
1343                         if (PageHuge(page)) {
1344                                 if (page_huge_active(page))
1345                                         return pfn;
1346                                 else
1347                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1348                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1349                         }
1350                 }
1351         }
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1356 {
1357         int nid = page_to_nid(page);
1358         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1359
1360         /*
1361          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1362          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1363          * of the only existing node)
1364          */
1365         node_clear(nid, nmask);
1366         if (nodes_empty(nmask))
1367                 node_set(nid, nmask);
1368
1369         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1370 }
1371
1372 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1373 static int
1374 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1375 {
1376         unsigned long pfn;
1377         struct page *page;
1378         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1379         int not_managed = 0;
1380         int ret = 0;
1381         LIST_HEAD(source);
1382
1383         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1384                 if (!pfn_valid(pfn))
1385                         continue;
1386                 page = pfn_to_page(pfn);
1387
1388                 if (PageHuge(page)) {
1389                         struct page *head = compound_head(page);
1390                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1391                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1392                                 ret = -EBUSY;
1393                                 break;
1394                         }
1395                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1396                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1397                         continue;
1398                 } else if (PageTransHuge(page))
1399                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1400                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1401
1402                 if (!get_page_unless_zero(page))
1403                         continue;
1404                 /*
1405                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1406                  * LRU and non-lru movable pages.
1407                  */
1408                 if (PageLRU(page))
1409                         ret = isolate_lru_page(page);
1410                 else
1411                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1412                 if (!ret) { /* Success */
1413                         put_page(page);
1414                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1415                         move_pages--;
1416                         if (!__PageMovable(page))
1417                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1418                                                     page_is_file_cache(page));
1419
1420                 } else {
1421 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1422                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1423                         dump_page(page, "isolation failed");
1424 #endif
1425                         put_page(page);
1426                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1427                            check this again here. */
1428                         if (page_count(page)) {
1429                                 not_managed++;
1430                                 ret = -EBUSY;
1431                                 break;
1432                         }
1433                 }
1434         }
1435         if (!list_empty(&source)) {
1436                 if (not_managed) {
1437                         putback_movable_pages(&source);
1438                         goto out;
1439                 }
1440
1441                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1442                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1443                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1444                 if (ret)
1445                         putback_movable_pages(&source);
1446         }
1447 out:
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1453  */
1454 static int
1455 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1456                         void *data)
1457 {
1458         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 static void
1463 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1464 {
1465         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1466                                 offline_isolated_pages_cb);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1471  */
1472 static int
1473 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1474                         void *data)
1475 {
1476         int ret;
1477         long offlined = *(long *)data;
1478         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1479         offlined = nr_pages;
1480         if (!ret)
1481                 *(long *)data += offlined;
1482         return ret;
1483 }
1484
1485 static long
1486 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1487 {
1488         long offlined = 0;
1489         int ret;
1490
1491         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1492                         check_pages_isolated_cb);
1493         if (ret < 0)
1494                 offlined = (long)ret;
1495         return offlined;
1496 }
1497
1498 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1499 {
1500 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1501         movable_node_enabled = true;
1502 #else
1503         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1504 #endif
1505         return 0;
1506 }
1507 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1508
1509 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1510 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1511                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1512 {
1513         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1514         unsigned long present_pages = 0;
1515         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1516
1517         /*
1518          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1519          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1520          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1521          *
1522          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1523          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1524          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1525          */
1526         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1527                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1528
1529         /*
1530          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1531          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1532          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1533          * become empty after offline , thus we can determind we will
1534          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1535          */
1536         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1537                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1538         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1539                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1540         else
1541                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1542
1543 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1544         /*
1545          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1546          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1547          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1548          *
1549          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1550          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1551          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1552          */
1553         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1554         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1555                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1556
1557         for (; zt <= zone_last; zt++)
1558                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1559         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1560                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1561         else
1562                 arg->status_change_nid_high = -1;
1563 #else
1564         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1565 #endif
1566
1567         /*
1568          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1569          */
1570         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1571
1572         /*
1573          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1574          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1575          * we can determind we will need to clear the node from
1576          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1577          */
1578         for (; zt <= zone_last; zt++)
1579                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1580         if (nr_pages >= present_pages)
1581                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1582         else
1583                 arg->status_change_nid = -1;
1584 }
1585
1586 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1587 {
1588         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1589                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1590
1591         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1592             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1593                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1594
1595         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1596             (arg->status_change_nid >= 0))
1597                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1598 }
1599
1600 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1601                   unsigned long end_pfn)
1602 {
1603         unsigned long pfn, nr_pages;
1604         long offlined_pages;
1605         int ret, node;
1606         unsigned long flags;
1607         unsigned long valid_start, valid_end;
1608         struct zone *zone;
1609         struct memory_notify arg;
1610
1611         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1612         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1613                 return -EINVAL;
1614         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1615                 return -EINVAL;
1616         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1617            we assume this for now. .*/
1618         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1619                 return -EINVAL;
1620
1621         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1622         node = zone_to_nid(zone);
1623         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1624
1625         /* set above range as isolated */
1626         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1627                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1628         if (ret)
1629                 return ret;
1630
1631         arg.start_pfn = start_pfn;
1632         arg.nr_pages = nr_pages;
1633         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1634
1635         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1636         ret = notifier_to_errno(ret);
1637         if (ret)
1638                 goto failed_removal;
1639
1640         pfn = start_pfn;
1641 repeat:
1642         /* start memory hot removal */
1643         ret = -EINTR;
1644         if (signal_pending(current))
1645                 goto failed_removal;
1646
1647         cond_resched();
1648         lru_add_drain_all();
1649         drain_all_pages(zone);
1650
1651         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1652         if (pfn) { /* We have movable pages */
1653                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1654                 goto repeat;
1655         }
1656
1657         /*
1658          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1659          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1660          */
1661         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1662         if (ret)
1663                 goto failed_removal;
1664         /* check again */
1665         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1666         if (offlined_pages < 0)
1667                 goto repeat;
1668         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1669         /* Ok, all of our target is isolated.
1670            We cannot do rollback at this point. */
1671         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1672         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1673         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1674         /* removal success */
1675         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1676         zone->present_pages -= offlined_pages;
1677
1678         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1679         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1680         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1681
1682         init_per_zone_wmark_min();
1683
1684         if (!populated_zone(zone)) {
1685                 zone_pcp_reset(zone);
1686                 build_all_zonelists(NULL);
1687         } else
1688                 zone_pcp_update(zone);
1689
1690         node_states_clear_node(node, &arg);
1691         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1692                 kswapd_stop(node);
1693                 kcompactd_stop(node);
1694         }
1695
1696         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1697         writeback_set_ratelimit();
1698
1699         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1700         return 0;
1701
1702 failed_removal:
1703         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1704                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1705                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1706         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1707         /* pushback to free area */
1708         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1709         return ret;
1710 }
1711
1712 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1713 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1714 {
1715         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1716 }
1717 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1718
1719 /**
1720  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1721  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1722  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1723  * @arg: argument passed to func
1724  * @func: callback for each memory section walked
1725  *
1726  * This function walks through all present mem sections in range
1727  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1728  *
1729  * Returns the return value of func.
1730  */
1731 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1732                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1733 {
1734         struct memory_block *mem = NULL;
1735         struct mem_section *section;
1736         unsigned long pfn, section_nr;
1737         int ret;
1738
1739         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1740                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1741                 if (!present_section_nr(section_nr))
1742                         continue;
1743
1744                 section = __nr_to_section(section_nr);
1745                 /* same memblock? */
1746                 if (mem)
1747                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1748                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1749                                 continue;
1750
1751                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1752                 if (!mem)
1753                         continue;
1754
1755                 ret = func(mem, arg);
1756                 if (ret) {
1757                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1758                         return ret;
1759                 }
1760         }
1761
1762         if (mem)
1763                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1764
1765         return 0;
1766 }
1767
1768 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1769 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1770 {
1771         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1772
1773         if (unlikely(ret)) {
1774                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1775
1776                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1777                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1778                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1779                         &beginpa, &endpa);
1780         }
1781
1782         return ret;
1783 }
1784
1785 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1786 {
1787         int cpu;
1788
1789         for_each_present_cpu(cpu) {
1790                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1791                         /*
1792                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1793                          * offline this node.
1794                          */
1795                         return -EBUSY;
1796         }
1797
1798         return 0;
1799 }
1800
1801 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1802 {
1803 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1804         int cpu;
1805
1806         for_each_possible_cpu(cpu)
1807                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1808                         numa_clear_node(cpu);
1809 #endif
1810 }
1811
1812 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1813 {
1814         int ret;
1815
1816         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1817         if (ret)
1818                 return ret;
1819
1820         /*
1821          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1822          * the cpu_to_node() now.
1823          */
1824
1825         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1826         return 0;
1827 }
1828
1829 /**
1830  * try_offline_node
1831  * @nid: the node ID
1832  *
1833  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1834  *
1835  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1836  * and online/offline operations before this call.
1837  */
1838 void try_offline_node(int nid)
1839 {
1840         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1841         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1842         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1843         unsigned long pfn;
1844
1845         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1846                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1847
1848                 if (!present_section_nr(section_nr))
1849                         continue;
1850
1851                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1852                         continue;
1853
1854                 /*
1855                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1856                  * can't offline node now.
1857                  */
1858                 return;
1859         }
1860
1861         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1862                 return;
1863
1864         /*
1865          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1866          * node now.
1867          */
1868         node_set_offline(nid);
1869         unregister_one_node(nid);
1870 }
1871 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1872
1873 /**
1874  * remove_memory
1875  * @nid: the node ID
1876  * @start: physical address of the region to remove
1877  * @size: size of the region to remove
1878  *
1879  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1880  * and online/offline operations before this call, as required by
1881  * try_offline_node().
1882  */
1883 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1884 {
1885         int ret;
1886
1887         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1888
1889         mem_hotplug_begin();
1890
1891         /*
1892          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1893          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1894          * if this is not the case.
1895          */
1896         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1897                                 check_memblock_offlined_cb);
1898         if (ret)
1899                 BUG();
1900
1901         /* remove memmap entry */
1902         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1903         memblock_free(start, size);
1904         memblock_remove(start, size);
1905
1906         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1907
1908         try_offline_node(nid);
1909
1910         mem_hotplug_done();
1911 }
1912 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1913 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */