mm/memory_hotplug.c

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