c054945a9a742d2cd82316733f9112c09c75c26e
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 /*
46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
50  */
51
52 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
53
54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
56
57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
58
59 void get_online_mems(void)
60 {
61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
62 }
63
64 void put_online_mems(void)
65 {
66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
67 }
68
69 bool movable_node_enabled = false;
70
71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
72 bool memhp_auto_online;
73 #else
74 bool memhp_auto_online = true;
75 #endif
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
77
78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
79 {
80         if (!strcmp(str, "online"))
81                 memhp_auto_online = true;
82         else if (!strcmp(str, "offline"))
83                 memhp_auto_online = false;
84
85         return 1;
86 }
87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
88
89 void mem_hotplug_begin(void)
90 {
91         cpus_read_lock();
92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
93 }
94
95 void mem_hotplug_done(void)
96 {
97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
98         cpus_read_unlock();
99 }
100
101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
102
103 /* add this memory to iomem resource */
104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
105 {
106         struct resource *res;
107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
108         char *resource_name = "System RAM";
109
110         if (start + size > max_mem_size)
111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
112
113         /*
114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
115          * a child of an existing resource that was present but
116          * not marked as busy.
117          */
118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
119                                resource_name, flags);
120
121         if (!res) {
122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
123                                 start, start + size);
124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
125         }
126         return res;
127 }
128
129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
130 {
131         if (!res)
132                 return;
133         release_resource(res);
134         kfree(res);
135 }
136
137 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
138 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
139                       unsigned long type)
140 {
141         page->freelist = (void *)type;
142         SetPagePrivate(page);
143         set_page_private(page, info);
144         page_ref_inc(page);
145 }
146
147 void put_page_bootmem(struct page *page)
148 {
149         unsigned long type;
150
151         type = (unsigned long) page->freelist;
152         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
153                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
154
155         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
156                 page->freelist = NULL;
157                 ClearPagePrivate(page);
158                 set_page_private(page, 0);
159                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
160                 free_reserved_page(page);
161         }
162 }
163
164 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
165 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
166 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
167 {
168         unsigned long mapsize, section_nr, i;
169         struct mem_section *ms;
170         struct page *page, *memmap;
171         struct mem_section_usage *usage;
172
173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
174         ms = __nr_to_section(section_nr);
175
176         /* Get section's memmap address */
177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
178
179         /*
180          * Get page for the memmap's phys address
181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
182          */
183         page = virt_to_page(memmap);
184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
186
187         /* remember memmap's page */
188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
190
191         usage = ms->usage;
192         page = virt_to_page(usage);
193
194         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
195
196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
198
199 }
200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
202 {
203         unsigned long mapsize, section_nr, i;
204         struct mem_section *ms;
205         struct page *page, *memmap;
206         struct mem_section_usage *usage;
207
208         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
209         ms = __nr_to_section(section_nr);
210
211         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
212
213         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
214
215         usage = ms->usage;
216         page = virt_to_page(usage);
217
218         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
219
220         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
221                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
222 }
223 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
224
225 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
226 {
227         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
228         int node = pgdat->node_id;
229         struct page *page;
230
231         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
232         page = virt_to_page(pgdat);
233
234         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
235                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
236
237         pfn = pgdat->node_start_pfn;
238         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
239
240         /* register section info */
241         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
242                 /*
243                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
244                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
245                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
246                  * reside in some other nodes.
247                  */
248                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
249                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
250         }
251 }
252 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
253
254 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
255                 const char *reason)
256 {
257         /*
258          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
259          * allow operations smaller than a section for
260          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
261          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
262          * memory that will be marked online, so this check should only
263          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
264          * add_memory_resource().
265          */
266         unsigned long min_align;
267
268         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
269                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
270         else
271                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
272         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
273                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
274                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
275                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
276                 return -EINVAL;
277         }
278         return 0;
279 }
280
281 /*
282  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
283  * expected that archs that support memory hotplug will
284  * call this function after deciding the zone to which to
285  * add the new pages.
286  */
287 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
288                 struct mhp_restrictions *restrictions)
289 {
290         int err;
291         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
292         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
293
294         if (altmap) {
295                 /*
296                  * Validate altmap is within bounds of the total request
297                  */
298                 if (altmap->base_pfn != pfn
299                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
300                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
301                         return -EINVAL;
302                 }
303                 altmap->alloc = 0;
304         }
305
306         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
307         if (err)
308                 return err;
309
310         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
311         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
312         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
313                 unsigned long pfns;
314
315                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
316                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
317                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
318                 if (err)
319                         break;
320                 pfn += pfns;
321                 nr_pages -= pfns;
322                 cond_resched();
323         }
324         vmemmap_populate_print_last();
325         return err;
326 }
327
328 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
329 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
330                                      unsigned long start_pfn,
331                                      unsigned long end_pfn)
332 {
333         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
334                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
335                         continue;
336
337                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
338                         continue;
339
340                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
341                         continue;
342
343                 return start_pfn;
344         }
345
346         return 0;
347 }
348
349 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
350 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
351                                     unsigned long start_pfn,
352                                     unsigned long end_pfn)
353 {
354         unsigned long pfn;
355
356         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
357         pfn = end_pfn - 1;
358         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
359                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
360                         continue;
361
362                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
363                         continue;
364
365                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
366                         continue;
367
368                 return pfn;
369         }
370
371         return 0;
372 }
373
374 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
375                              unsigned long end_pfn)
376 {
377         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
378         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
379         unsigned long zone_end_pfn = z;
380         unsigned long pfn;
381         int nid = zone_to_nid(zone);
382
383         zone_span_writelock(zone);
384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
385                 /*
386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
389                  * for shrinking zone.
390                  */
391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
392                                                 zone_end_pfn);
393                 if (pfn) {
394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
396                 }
397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->spanned_pages.
401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
402                  * shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
405                                                start_pfn);
406                 if (pfn)
407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
408         }
409
410         /*
411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
414          * it check the zone has only hole or not.
415          */
416         pfn = zone_start_pfn;
417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
418                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
419                         continue;
420
421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
422                         continue;
423
424                 /* Skip range to be removed */
425                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_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 update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
440 {
441         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
442         struct zone *zone;
443
444         for (zone = pgdat->node_zones;
445              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
446                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
447                                              zone->spanned_pages;
448
449                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
450                 if (!zone->spanned_pages)
451                         continue;
452                 if (!node_end_pfn) {
453                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
454                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
455                         continue;
456                 }
457
458                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
459                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
460                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
461                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
462         }
463
464         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
465         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
466 }
467
468 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
469                                       unsigned long start_pfn,
470                                       unsigned long nr_pages)
471 {
472         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
473         unsigned long flags;
474
475 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
476         /*
477          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
478          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
479          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
480          */
481         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
482                 return;
483 #endif
484
485         clear_zone_contiguous(zone);
486
487         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
488         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
489         update_pgdat_span(pgdat);
490         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
491
492         set_zone_contiguous(zone);
493 }
494
495 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
496                              unsigned long map_offset,
497                              struct vmem_altmap *altmap)
498 {
499         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
500
501         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
502                 return;
503
504         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
505 }
506
507 /**
508  * __remove_pages() - remove sections of pages
509  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
510  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
511  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
512  *
513  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
514  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
515  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
516  * calling offline_pages().
517  */
518 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
519                     struct vmem_altmap *altmap)
520 {
521         unsigned long map_offset = 0;
522         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
523
524         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
525
526         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
527                 return;
528
529         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
530         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
531         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
532                 unsigned long pfns;
533
534                 cond_resched();
535                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
536                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
537                 __remove_section(pfn, pfns, map_offset, altmap);
538                 pfn += pfns;
539                 nr_pages -= pfns;
540                 map_offset = 0;
541         }
542 }
543
544 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
545 {
546         int rc = -EINVAL;
547
548         get_online_mems();
549         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
550
551         if (online_page_callback == generic_online_page) {
552                 online_page_callback = callback;
553                 rc = 0;
554         }
555
556         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
557         put_online_mems();
558
559         return rc;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
562
563 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
564 {
565         int rc = -EINVAL;
566
567         get_online_mems();
568         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
569
570         if (online_page_callback == callback) {
571                 online_page_callback = generic_online_page;
572                 rc = 0;
573         }
574
575         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
576         put_online_mems();
577
578         return rc;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
581
582 void __online_page_set_limits(struct page *page)
583 {
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
586
587 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
588 {
589         adjust_managed_page_count(page, 1);
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
592
593 void __online_page_free(struct page *page)
594 {
595         __free_reserved_page(page);
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
598
599 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
600 {
601         /*
602          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
603          * so we should map it first. This is better than introducing a special
604          * case in page freeing fast path.
605          */
606         if (debug_pagealloc_enabled_static())
607                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
608         __free_pages_core(page, order);
609         totalram_pages_add(1UL << order);
610 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
611         if (PageHighMem(page))
612                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
613 #endif
614 }
615
616 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
617                         void *arg)
618 {
619         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
620         unsigned long pfn;
621         int order;
622
623         /*
624          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
625          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
626          * them as being online/belonging to this zone ("present").
627          */
628         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
629                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
630                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
631                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
632                         order = 0;
633                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
634         }
635
636         /* mark all involved sections as online */
637         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
638
639         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
640         return 0;
641 }
642
643 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
644 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
645         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
646 {
647         int nid = zone_to_nid(zone);
648
649         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
650         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
651         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
652
653         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
654                 arg->status_change_nid = nid;
655         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
656                 arg->status_change_nid_normal = nid;
657 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
658         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
659                 arg->status_change_nid_high = nid;
660 #endif
661 }
662
663 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
664 {
665         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
666                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
667
668         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
669                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
670
671         if (arg->status_change_nid >= 0)
672                 node_set_state(node, N_MEMORY);
673 }
674
675 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
676                 unsigned long nr_pages)
677 {
678         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
679
680         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
681                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
682
683         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
684 }
685
686 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
687                                      unsigned long nr_pages)
688 {
689         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
690
691         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
692                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
693
694         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
695
696 }
697 /*
698  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
699  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
700  * call, all affected pages are PG_reserved.
701  */
702 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
703                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
704 {
705         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
706         int nid = pgdat->node_id;
707         unsigned long flags;
708
709         clear_zone_contiguous(zone);
710
711         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
712         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
713         zone_span_writelock(zone);
714         if (zone_is_empty(zone))
715                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
716         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
717         zone_span_writeunlock(zone);
718         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
719         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
720
721         /*
722          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
723          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
724          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
725          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
726          */
727         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
728                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
729
730         set_zone_contiguous(zone);
731 }
732
733 /*
734  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
735  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
736  * to the ZONE_NORMAL.
737  */
738 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
739                 unsigned long nr_pages)
740 {
741         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
742         int zid;
743
744         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
745                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
746
747                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
748                         return zone;
749         }
750
751         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
752 }
753
754 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
755                 unsigned long nr_pages)
756 {
757         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
758                         nr_pages);
759         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
760         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
761         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
762
763         /*
764          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
765          * overlap in the given range
766          */
767         if (in_kernel ^ in_movable)
768                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
769
770         /*
771          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
772          * given range then we use movable zone only if movable_node is
773          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
774          */
775         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
776 }
777
778 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
779                 unsigned long nr_pages)
780 {
781         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
782                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
783
784         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
785                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
786
787         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
788 }
789
790 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
791 {
792         unsigned long flags;
793         unsigned long onlined_pages = 0;
794         struct zone *zone;
795         int need_zonelists_rebuild = 0;
796         int nid;
797         int ret;
798         struct memory_notify arg;
799         struct memory_block *mem;
800
801         mem_hotplug_begin();
802
803         /*
804          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
805          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
806          */
807         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
808         nid = mem->nid;
809         put_device(&mem->dev);
810
811         /* associate pfn range with the zone */
812         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
813         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
814
815         arg.start_pfn = pfn;
816         arg.nr_pages = nr_pages;
817         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
818
819         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
820         ret = notifier_to_errno(ret);
821         if (ret)
822                 goto failed_addition;
823
824         /*
825          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
826          * This means the page allocator ignores this zone.
827          * So, zonelist must be updated after online.
828          */
829         if (!populated_zone(zone)) {
830                 need_zonelists_rebuild = 1;
831                 setup_zone_pageset(zone);
832         }
833
834         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
835                 online_pages_range);
836         if (ret) {
837                 /* not a single memory resource was applicable */
838                 if (need_zonelists_rebuild)
839                         zone_pcp_reset(zone);
840                 goto failed_addition;
841         }
842
843         zone->present_pages += onlined_pages;
844
845         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
846         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
847         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
848
849         shuffle_zone(zone);
850
851         node_states_set_node(nid, &arg);
852         if (need_zonelists_rebuild)
853                 build_all_zonelists(NULL);
854         else
855                 zone_pcp_update(zone);
856
857         init_per_zone_wmark_min();
858
859         kswapd_run(nid);
860         kcompactd_run(nid);
861
862         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
863
864         writeback_set_ratelimit();
865
866         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
867         mem_hotplug_done();
868         return 0;
869
870 failed_addition:
871         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
872                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
873                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
874         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
875         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
876         mem_hotplug_done();
877         return ret;
878 }
879 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
880
881 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
882 {
883         struct zone *z;
884
885         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
886                 z->present_pages = 0;
887
888         pgdat->node_present_pages = 0;
889 }
890
891 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
892 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
893 {
894         struct pglist_data *pgdat;
895         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
896
897         pgdat = NODE_DATA(nid);
898         if (!pgdat) {
899                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
900                 if (!pgdat)
901                         return NULL;
902
903                 pgdat->per_cpu_nodestats =
904                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
905                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
906         } else {
907                 int cpu;
908                 /*
909                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
910                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
911                  * when it starts in the near future.
912                  */
913                 pgdat->nr_zones = 0;
914                 pgdat->kswapd_order = 0;
915                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
916                 for_each_online_cpu(cpu) {
917                         struct per_cpu_nodestat *p;
918
919                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
920                         memset(p, 0, sizeof(*p));
921                 }
922         }
923
924         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
925
926         pgdat->node_id = nid;
927         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
928
929         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
930         free_area_init_core_hotplug(nid);
931
932         /*
933          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
934          * to access not-initialized zonelist, build here.
935          */
936         build_all_zonelists(pgdat);
937
938         /*
939          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
940          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
941          * online_pages() and offline_pages().
942          */
943         reset_node_managed_pages(pgdat);
944         reset_node_present_pages(pgdat);
945
946         return pgdat;
947 }
948
949 static void rollback_node_hotadd(int nid)
950 {
951         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
952
953         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
954         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
955         arch_free_nodedata(pgdat);
956 }
957
958
959 /**
960  * try_online_node - online a node if offlined
961  * @nid: the node ID
962  * @start: start addr of the node
963  * @set_node_online: Whether we want to online the node
964  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
965  *
966  * Returns:
967  * 1 -> a new node has been allocated
968  * 0 -> the node is already online
969  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
970  */
971 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
972 {
973         pg_data_t *pgdat;
974         int ret = 1;
975
976         if (node_online(nid))
977                 return 0;
978
979         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
980         if (!pgdat) {
981                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
982                 ret = -ENOMEM;
983                 goto out;
984         }
985
986         if (set_node_online) {
987                 node_set_online(nid);
988                 ret = register_one_node(nid);
989                 BUG_ON(ret);
990         }
991 out:
992         return ret;
993 }
994
995 /*
996  * Users of this function always want to online/register the node
997  */
998 int try_online_node(int nid)
999 {
1000         int ret;
1001
1002         mem_hotplug_begin();
1003         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1004         mem_hotplug_done();
1005         return ret;
1006 }
1007
1008 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1009 {
1010         /* memory range must be block size aligned */
1011         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1012             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1013                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1014                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1015                 return -EINVAL;
1016         }
1017
1018         return 0;
1019 }
1020
1021 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1022 {
1023         return device_online(&mem->dev);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1028  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1029  *
1030  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1031  */
1032 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1033 {
1034         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1035         u64 start, size;
1036         bool new_node = false;
1037         int ret;
1038
1039         start = res->start;
1040         size = resource_size(res);
1041
1042         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1043         if (ret)
1044                 return ret;
1045
1046         mem_hotplug_begin();
1047
1048         /*
1049          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1050          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1051          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1052          * be removed at hot-remove time.
1053          */
1054         memblock_add_node(start, size, nid);
1055
1056         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1057         if (ret < 0)
1058                 goto error;
1059         new_node = ret;
1060
1061         /* call arch's memory hotadd */
1062         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1063         if (ret < 0)
1064                 goto error;
1065
1066         /* create memory block devices after memory was added */
1067         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1068         if (ret) {
1069                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1070                 goto error;
1071         }
1072
1073         if (new_node) {
1074                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1075                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1076                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1077                  * We online node here. We can't roll back from here.
1078                  */
1079                 node_set_online(nid);
1080                 ret = __register_one_node(nid);
1081                 BUG_ON(ret);
1082         }
1083
1084         /* link memory sections under this node.*/
1085         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1086         BUG_ON(ret);
1087
1088         /* create new memmap entry */
1089         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1090
1091         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1092         mem_hotplug_done();
1093
1094         /* online pages if requested */
1095         if (memhp_auto_online)
1096                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1097
1098         return ret;
1099 error:
1100         /* rollback pgdat allocation and others */
1101         if (new_node)
1102                 rollback_node_hotadd(nid);
1103         memblock_remove(start, size);
1104         mem_hotplug_done();
1105         return ret;
1106 }
1107
1108 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1109 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1110 {
1111         struct resource *res;
1112         int ret;
1113
1114         res = register_memory_resource(start, size);
1115         if (IS_ERR(res))
1116                 return PTR_ERR(res);
1117
1118         ret = add_memory_resource(nid, res);
1119         if (ret < 0)
1120                 release_memory_resource(res);
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1125 {
1126         int rc;
1127
1128         lock_device_hotplug();
1129         rc = __add_memory(nid, start, size);
1130         unlock_device_hotplug();
1131
1132         return rc;
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1135
1136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1137 /*
1138  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1139  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1140  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1141  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1142  * be located at the start of the pageblock
1143  */
1144 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1145 {
1146         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1147 }
1148
1149 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1150 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1151 {
1152         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1153
1154         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1155         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1156
1157         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1158         if (pageblock_free(page)) {
1159                 int order;
1160                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1161                 order = page_order(page);
1162                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1163                         return pfn + (1 << order);
1164         }
1165
1166         return pfn + pageblock_nr_pages;
1167 }
1168
1169 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1170 {
1171         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1172         struct zone *zone;
1173
1174         /*
1175          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1176          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1177          * the zone but still within the section.
1178          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1179          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1180          */
1181         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1182                 return false;
1183
1184         zone = page_zone(page);
1185         pfn = page_to_pfn(page);
1186         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1187                 return false;
1188
1189         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1190 }
1191
1192 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1193 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1194 {
1195         unsigned long end_pfn, pfn;
1196
1197         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1198                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1199
1200         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1201         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1202                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1203                         return false;
1204                 cond_resched();
1205         }
1206
1207         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1208         return true;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1213  * When true, return its valid [start, end).
1214  */
1215 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1216                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1217 {
1218         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1219         unsigned long start, end;
1220         struct zone *zone = NULL;
1221         struct page *page;
1222         int i;
1223         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1224              pfn < end_pfn;
1225              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1226                 /* Make sure the memory section is present first */
1227                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1228                         continue;
1229                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1230                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1231                         i = 0;
1232                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1233                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1234                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1235                                 i++;
1236                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1237                                 continue;
1238                         /* Check if we got outside of the zone */
1239                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1240                                 return 0;
1241                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1242                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1243                                 return 0;
1244                         if (!zone)
1245                                 start = pfn + i;
1246                         zone = page_zone(page);
1247                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1248                 }
1249         }
1250
1251         if (zone) {
1252                 *valid_start = start;
1253                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1254                 return 1;
1255         } else {
1256                 return 0;
1257         }
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1262  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1263  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1264  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1265  */
1266 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1267 {
1268         unsigned long pfn;
1269
1270         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1271                 struct page *page, *head;
1272                 unsigned long skip;
1273
1274                 if (!pfn_valid(pfn))
1275                         continue;
1276                 page = pfn_to_page(pfn);
1277                 if (PageLRU(page))
1278                         return pfn;
1279                 if (__PageMovable(page))
1280                         return pfn;
1281
1282                 if (!PageHuge(page))
1283                         continue;
1284                 head = compound_head(page);
1285                 if (page_huge_active(head))
1286                         return pfn;
1287                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1288                 pfn += skip - 1;
1289         }
1290         return 0;
1291 }
1292
1293 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1294 {
1295         int nid = page_to_nid(page);
1296         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1297
1298         /*
1299          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1300          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1301          * of the only existing node)
1302          */
1303         node_clear(nid, nmask);
1304         if (nodes_empty(nmask))
1305                 node_set(nid, nmask);
1306
1307         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1308 }
1309
1310 static int
1311 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1312 {
1313         unsigned long pfn;
1314         struct page *page;
1315         int ret = 0;
1316         LIST_HEAD(source);
1317
1318         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1319                 if (!pfn_valid(pfn))
1320                         continue;
1321                 page = pfn_to_page(pfn);
1322
1323                 if (PageHuge(page)) {
1324                         struct page *head = compound_head(page);
1325                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1326                         isolate_huge_page(head, &source);
1327                         continue;
1328                 } else if (PageTransHuge(page))
1329                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1330                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1331
1332                 /*
1333                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1334                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1335                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1336                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1337                  * the unmap as the catch all safety net).
1338                  */
1339                 if (PageHWPoison(page)) {
1340                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1341                                 isolate_lru_page(page);
1342                         if (page_mapped(page))
1343                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1344                         continue;
1345                 }
1346
1347                 if (!get_page_unless_zero(page))
1348                         continue;
1349                 /*
1350                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1351                  * LRU and non-lru movable pages.
1352                  */
1353                 if (PageLRU(page))
1354                         ret = isolate_lru_page(page);
1355                 else
1356                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1357                 if (!ret) { /* Success */
1358                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1359                         if (!__PageMovable(page))
1360                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1361                                                     page_is_file_cache(page));
1362
1363                 } else {
1364                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1365                         dump_page(page, "isolation failed");
1366                 }
1367                 put_page(page);
1368         }
1369         if (!list_empty(&source)) {
1370                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1371                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1372                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1373                 if (ret) {
1374                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1375                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1376                                        page_to_pfn(page), ret);
1377                                 dump_page(page, "migration failure");
1378                         }
1379                         putback_movable_pages(&source);
1380                 }
1381         }
1382
1383         return ret;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1388  */
1389 static int
1390 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1391                         void *data)
1392 {
1393         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1394
1395         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1401  */
1402 static int
1403 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1404                         void *data)
1405 {
1406         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1407 }
1408
1409 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1410 {
1411 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1412         movable_node_enabled = true;
1413 #else
1414         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1415 #endif
1416         return 0;
1417 }
1418 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1419
1420 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1421 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1422                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1423 {
1424         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1425         unsigned long present_pages = 0;
1426         enum zone_type zt;
1427
1428         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1429         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1430         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1431
1432         /*
1433          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1434          * If the memory to be offline is within the range
1435          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1436          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1437          * thus we can determine that we need to clear the node from
1438          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1439          */
1440         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1441                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1442         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1443                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1444
1445 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1446         /*
1447          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1448          * have normal memory or high memory.
1449          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1450          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1451          * we determine that the zones in that range become empty,
1452          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1453          */
1454         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1455         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1456                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1457 #endif
1458
1459         /*
1460          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1461          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1462          * as well.
1463          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1464          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1465          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1466          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1467          * it for N_MEMORY as well.
1468          */
1469         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1470
1471         if (nr_pages >= present_pages)
1472                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1473 }
1474
1475 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1476 {
1477         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1478                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1479
1480         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1481                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1482
1483         if (arg->status_change_nid >= 0)
1484                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1485 }
1486
1487 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1488                   unsigned long end_pfn)
1489 {
1490         unsigned long pfn, nr_pages;
1491         unsigned long offlined_pages = 0;
1492         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1493         unsigned long flags;
1494         unsigned long valid_start, valid_end;
1495         struct zone *zone;
1496         struct memory_notify arg;
1497         char *reason;
1498
1499         mem_hotplug_begin();
1500
1501         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1502            we assume this for now. .*/
1503         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1504                                   &valid_end)) {
1505                 ret = -EINVAL;
1506                 reason = "multizone range";
1507                 goto failed_removal;
1508         }
1509
1510         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1511         node = zone_to_nid(zone);
1512         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1513
1514         /* set above range as isolated */
1515         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1516                                        MIGRATE_MOVABLE,
1517                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1518         if (ret < 0) {
1519                 reason = "failure to isolate range";
1520                 goto failed_removal;
1521         }
1522         nr_isolate_pageblock = ret;
1523
1524         arg.start_pfn = start_pfn;
1525         arg.nr_pages = nr_pages;
1526         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1527
1528         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1529         ret = notifier_to_errno(ret);
1530         if (ret) {
1531                 reason = "notifier failure";
1532                 goto failed_removal_isolated;
1533         }
1534
1535         do {
1536                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1537                         if (signal_pending(current)) {
1538                                 ret = -EINTR;
1539                                 reason = "signal backoff";
1540                                 goto failed_removal_isolated;
1541                         }
1542
1543                         cond_resched();
1544                         lru_add_drain_all();
1545
1546                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1547                         if (pfn) {
1548                                 /*
1549                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1550                                  * out
1551                                  */
1552                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1553                         }
1554                 }
1555
1556                 /*
1557                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1558                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1559                  * counting consistent.
1560                  */
1561                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1562                 if (ret) {
1563                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1564                         goto failed_removal_isolated;
1565                 }
1566                 /* check again */
1567                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1568                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1569         } while (ret);
1570
1571         /* Ok, all of our target is isolated.
1572            We cannot do rollback at this point. */
1573         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1574                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1575         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1576         /*
1577          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1578          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1579          * pageblocks zone counter here.
1580          */
1581         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1582         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1583         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1584
1585         /* removal success */
1586         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1587         zone->present_pages -= offlined_pages;
1588
1589         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1590         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1591         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1592
1593         init_per_zone_wmark_min();
1594
1595         if (!populated_zone(zone)) {
1596                 zone_pcp_reset(zone);
1597                 build_all_zonelists(NULL);
1598         } else
1599                 zone_pcp_update(zone);
1600
1601         node_states_clear_node(node, &arg);
1602         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1603                 kswapd_stop(node);
1604                 kcompactd_stop(node);
1605         }
1606
1607         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1608         writeback_set_ratelimit();
1609
1610         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1611         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1612         mem_hotplug_done();
1613         return 0;
1614
1615 failed_removal_isolated:
1616         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1617         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1618 failed_removal:
1619         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1620                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1621                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1622                  reason);
1623         /* pushback to free area */
1624         mem_hotplug_done();
1625         return ret;
1626 }
1627
1628 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1629 {
1630         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1631 }
1632
1633 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1634 {
1635         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1636
1637         if (unlikely(ret)) {
1638                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1639
1640                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1641                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1642                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1643                         &beginpa, &endpa);
1644
1645                 return -EBUSY;
1646         }
1647         return 0;
1648 }
1649
1650 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1651 {
1652         int cpu;
1653
1654         for_each_present_cpu(cpu) {
1655                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1656                         /*
1657                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1658                          * offline this node.
1659                          */
1660                         return -EBUSY;
1661         }
1662
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1667 {
1668         int nid = *(int *)arg;
1669
1670         /*
1671          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1672          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1673          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1674          */
1675         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1676 }
1677
1678 /**
1679  * try_offline_node
1680  * @nid: the node ID
1681  *
1682  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1683  *
1684  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1685  * and online/offline operations before this call.
1686  */
1687 void try_offline_node(int nid)
1688 {
1689         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1690         int rc;
1691
1692         /*
1693          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1694          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1695          * e.g., after the memory block was onlined.
1696          */
1697         if (pgdat->node_spanned_pages)
1698                 return;
1699
1700         /*
1701          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1702          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1703          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1704          */
1705         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1706         if (rc)
1707                 return;
1708
1709         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1710                 return;
1711
1712         /*
1713          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1714          * node now.
1715          */
1716         node_set_offline(nid);
1717         unregister_one_node(nid);
1718 }
1719 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1720
1721 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1722                                       resource_size_t size)
1723 {
1724         int ret;
1725
1726         /*
1727          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1728          * this function never fails. It might only fail if resources
1729          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1730          * removing of memory cannot fail.
1731          */
1732         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1733         if (ret) {
1734                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1735
1736                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1737                         &start, &endres, ret);
1738         }
1739 }
1740
1741 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1742 {
1743         int rc = 0;
1744
1745         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1746
1747         /*
1748          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1749          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1750          * if this is not the case.
1751          */
1752         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1753         if (rc)
1754                 goto done;
1755
1756         /* remove memmap entry */
1757         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1758         memblock_free(start, size);
1759         memblock_remove(start, size);
1760
1761         /*
1762          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1763          * a barrier against racing online attempts.
1764          */
1765         remove_memory_block_devices(start, size);
1766
1767         mem_hotplug_begin();
1768
1769         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1770         __release_memory_resource(start, size);
1771
1772         try_offline_node(nid);
1773
1774 done:
1775         mem_hotplug_done();
1776         return rc;
1777 }
1778
1779 /**
1780  * remove_memory
1781  * @nid: the node ID
1782  * @start: physical address of the region to remove
1783  * @size: size of the region to remove
1784  *
1785  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1786  * and online/offline operations before this call, as required by
1787  * try_offline_node().
1788  */
1789 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1790 {
1791
1792         /*
1793          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1794          * function
1795          */
1796         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1797                 BUG();
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1802  * some memory is not offline
1803  */
1804 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1805 {
1806         int rc;
1807
1808         lock_device_hotplug();
1809         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1810         unlock_device_hotplug();
1811
1812         return rc;
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1815 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */