mm/memory_hotplug: make add_memory() take the device_hotplug_lock
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/bootmem.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
46  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
47  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
48  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
49  */
50
51 static void generic_online_page(struct page *page);
52
53 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
54 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
55
56 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
57
58 void get_online_mems(void)
59 {
60         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
61 }
62
63 void put_online_mems(void)
64 {
65         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
66 }
67
68 bool movable_node_enabled = false;
69
70 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
71 bool memhp_auto_online;
72 #else
73 bool memhp_auto_online = true;
74 #endif
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
76
77 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
78 {
79         if (!strcmp(str, "online"))
80                 memhp_auto_online = true;
81         else if (!strcmp(str, "offline"))
82                 memhp_auto_online = false;
83
84         return 1;
85 }
86 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
87
88 void mem_hotplug_begin(void)
89 {
90         cpus_read_lock();
91         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
92 }
93
94 void mem_hotplug_done(void)
95 {
96         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
97         cpus_read_unlock();
98 }
99
100 /* add this memory to iomem resource */
101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
102 {
103         struct resource *res, *conflict;
104         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
105         if (!res)
106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
107
108         res->name = "System RAM";
109         res->start = start;
110         res->end = start + size - 1;
111         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
112         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
113         if (conflict) {
114                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
115                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
116                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
117                                  (unsigned long long)start);
118                 }
119                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
120                 kfree(res);
121                 return ERR_PTR(-EEXIST);
122         }
123         return res;
124 }
125
126 static void release_memory_resource(struct resource *res)
127 {
128         if (!res)
129                 return;
130         release_resource(res);
131         kfree(res);
132         return;
133 }
134
135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
137                       unsigned long type)
138 {
139         page->freelist = (void *)type;
140         SetPagePrivate(page);
141         set_page_private(page, info);
142         page_ref_inc(page);
143 }
144
145 void put_page_bootmem(struct page *page)
146 {
147         unsigned long type;
148
149         type = (unsigned long) page->freelist;
150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
152
153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
154                 page->freelist = NULL;
155                 ClearPagePrivate(page);
156                 set_page_private(page, 0);
157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
158                 free_reserved_page(page);
159         }
160 }
161
162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
165 {
166         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
167         struct mem_section *ms;
168         struct page *page, *memmap;
169
170         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
171         ms = __nr_to_section(section_nr);
172
173         /* Get section's memmap address */
174         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
175
176         /*
177          * Get page for the memmap's phys address
178          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
179          */
180         page = virt_to_page(memmap);
181         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
182         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
183
184         /* remember memmap's page */
185         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
186                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
187
188         usemap = ms->pageblock_flags;
189         page = virt_to_page(usemap);
190
191         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
192
193         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
194                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
195
196 }
197 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
198 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
199 {
200         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
201         struct mem_section *ms;
202         struct page *page, *memmap;
203
204         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
205         ms = __nr_to_section(section_nr);
206
207         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
208
209         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
210
211         usemap = ms->pageblock_flags;
212         page = virt_to_page(usemap);
213
214         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
215
216         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
217                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
218 }
219 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
220
221 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
222 {
223         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
224         int node = pgdat->node_id;
225         struct page *page;
226
227         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
228         page = virt_to_page(pgdat);
229
230         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
231                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
232
233         pfn = pgdat->node_start_pfn;
234         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
235
236         /* register section info */
237         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
238                 /*
239                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
240                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
241                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
242                  * reside in some other nodes.
243                  */
244                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
245                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
246         }
247 }
248 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
249
250 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
251                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
252 {
253         int ret;
254
255         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
256                 return -EEXIST;
257
258         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
259         if (ret < 0)
260                 return ret;
261
262         if (!want_memblock)
263                 return 0;
264
265         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
266 }
267
268 /*
269  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
270  * expected that archs that support memory hotplug will
271  * call this function after deciding the zone to which to
272  * add the new pages.
273  */
274 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
275                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
276                 bool want_memblock)
277 {
278         unsigned long i;
279         int err = 0;
280         int start_sec, end_sec;
281
282         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
283         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
284         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
285
286         if (altmap) {
287                 /*
288                  * Validate altmap is within bounds of the total request
289                  */
290                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
291                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
292                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
293                         err = -EINVAL;
294                         goto out;
295                 }
296                 altmap->alloc = 0;
297         }
298
299         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
300                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
301                                 want_memblock);
302
303                 /*
304                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
305                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
306                  * Warning will be printed if there is collision.
307                  */
308                 if (err && (err != -EEXIST))
309                         break;
310                 err = 0;
311                 cond_resched();
312         }
313         vmemmap_populate_print_last();
314 out:
315         return err;
316 }
317
318 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
319 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
320 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
321                                      unsigned long start_pfn,
322                                      unsigned long end_pfn)
323 {
324         struct mem_section *ms;
325
326         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
327                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
328
329                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
330                         continue;
331
332                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
333                         continue;
334
335                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
336                         continue;
337
338                 return start_pfn;
339         }
340
341         return 0;
342 }
343
344 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
345 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
346                                     unsigned long start_pfn,
347                                     unsigned long end_pfn)
348 {
349         struct mem_section *ms;
350         unsigned long pfn;
351
352         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
353         pfn = end_pfn - 1;
354         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
355                 ms = __pfn_to_section(pfn);
356
357                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
358                         continue;
359
360                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
361                         continue;
362
363                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
364                         continue;
365
366                 return pfn;
367         }
368
369         return 0;
370 }
371
372 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
373                              unsigned long end_pfn)
374 {
375         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
376         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
377         unsigned long zone_end_pfn = z;
378         unsigned long pfn;
379         struct mem_section *ms;
380         int nid = zone_to_nid(zone);
381
382         zone_span_writelock(zone);
383         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
384                 /*
385                  * If the section is smallest section in the zone, it need
386                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
387                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
388                  * for shrinking zone.
389                  */
390                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
391                                                 zone_end_pfn);
392                 if (pfn) {
393                         zone->zone_start_pfn = pfn;
394                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
395                 }
396         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
397                 /*
398                  * If the section is biggest section in the zone, it need
399                  * shrink zone->spanned_pages.
400                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
401                  * shrinking zone.
402                  */
403                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
404                                                start_pfn);
405                 if (pfn)
406                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
407         }
408
409         /*
410          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
411          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
412          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
413          * it check the zone has only hole or not.
414          */
415         pfn = zone_start_pfn;
416         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
417                 ms = __pfn_to_section(pfn);
418
419                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
420                         continue;
421
422                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
423                         continue;
424
425                  /* If the section is current section, it continues the loop */
426                 if (start_pfn == pfn)
427                         continue;
428
429                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
430                 zone_span_writeunlock(zone);
431                 return;
432         }
433
434         /* The zone has no valid section */
435         zone->zone_start_pfn = 0;
436         zone->spanned_pages = 0;
437         zone_span_writeunlock(zone);
438 }
439
440 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
441 {
442         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
443         struct zone *zone;
444
445         for (zone = pgdat->node_zones;
446              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
447                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
448                                              zone->spanned_pages;
449
450                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
451                 if (!zone->spanned_pages)
452                         continue;
453                 if (!node_end_pfn) {
454                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
455                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
456                         continue;
457                 }
458
459                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
460                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
461                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
462                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
463         }
464
465         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
466         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
467 }
468
469 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
470 {
471         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
472         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
473         unsigned long flags;
474
475         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
476         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
477         update_pgdat_span(pgdat);
478         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
479 }
480
481 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
482                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
483 {
484         unsigned long start_pfn;
485         int scn_nr;
486         int ret = -EINVAL;
487
488         if (!valid_section(ms))
489                 return ret;
490
491         ret = unregister_memory_section(ms);
492         if (ret)
493                 return ret;
494
495         scn_nr = __section_nr(ms);
496         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
497         __remove_zone(zone, start_pfn);
498
499         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
500         return 0;
501 }
502
503 /**
504  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
505  * @zone: zone from which pages need to be removed
506  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
507  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
508  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
509  *
510  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
511  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
512  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
513  * calling offline_pages().
514  */
515 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
516                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
517 {
518         unsigned long i;
519         unsigned long map_offset = 0;
520         int sections_to_remove, ret = 0;
521
522         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
523         if (is_dev_zone(zone)) {
524                 if (altmap)
525                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
526         } else {
527                 resource_size_t start, size;
528
529                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
530                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
531
532                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
533                                         size);
534                 if (ret) {
535                         resource_size_t endres = start + size - 1;
536
537                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
538                                         &start, &endres, ret);
539                 }
540         }
541
542         clear_zone_contiguous(zone);
543
544         /*
545          * We can only remove entire sections
546          */
547         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
548         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
549
550         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
551         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
552                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
553
554                 cond_resched();
555                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
556                                 altmap);
557                 map_offset = 0;
558                 if (ret)
559                         break;
560         }
561
562         set_zone_contiguous(zone);
563
564         return ret;
565 }
566 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
567
568 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
569 {
570         int rc = -EINVAL;
571
572         get_online_mems();
573         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
574
575         if (online_page_callback == generic_online_page) {
576                 online_page_callback = callback;
577                 rc = 0;
578         }
579
580         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
581         put_online_mems();
582
583         return rc;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
586
587 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
588 {
589         int rc = -EINVAL;
590
591         get_online_mems();
592         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
593
594         if (online_page_callback == callback) {
595                 online_page_callback = generic_online_page;
596                 rc = 0;
597         }
598
599         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
600         put_online_mems();
601
602         return rc;
603 }
604 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
605
606 void __online_page_set_limits(struct page *page)
607 {
608 }
609 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
610
611 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
612 {
613         adjust_managed_page_count(page, 1);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
616
617 void __online_page_free(struct page *page)
618 {
619         __free_reserved_page(page);
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
622
623 static void generic_online_page(struct page *page)
624 {
625         __online_page_set_limits(page);
626         __online_page_increment_counters(page);
627         __online_page_free(page);
628 }
629
630 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
631                         void *arg)
632 {
633         unsigned long i;
634         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
635         struct page *page;
636
637         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
638                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
639                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
640                         (*online_page_callback)(page);
641                         onlined_pages++;
642                 }
643
644         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
645
646         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
647         return 0;
648 }
649
650 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
651 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
652         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
653 {
654         int nid = zone_to_nid(zone);
655         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
656
657         /*
658          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
659          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
660          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
661          *
662          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
663          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
664          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
665          */
666         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
667                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
668
669         /*
670          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
671          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
672          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
673          * the memory is online.
674          */
675         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
676                 arg->status_change_nid_normal = nid;
677         else
678                 arg->status_change_nid_normal = -1;
679
680 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
681         /*
682          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
683          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
684          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
685          *
686          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
687          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
688          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
689          */
690         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
691         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
692                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
693
694         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
695                 arg->status_change_nid_high = nid;
696         else
697                 arg->status_change_nid_high = -1;
698 #else
699         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
700 #endif
701
702         /*
703          * if the node don't have memory befor online, we will need to
704          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
705          * is online.
706          */
707         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
708                 arg->status_change_nid = nid;
709         else
710                 arg->status_change_nid = -1;
711 }
712
713 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
714 {
715         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
716                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
717
718         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
719                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
720
721         node_set_state(node, N_MEMORY);
722 }
723
724 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
725                 unsigned long nr_pages)
726 {
727         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
728
729         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
730                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
731
732         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
733 }
734
735 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
736                                      unsigned long nr_pages)
737 {
738         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
739
740         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
741                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
742
743         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
744 }
745
746 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
747                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
748 {
749         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
750         int nid = pgdat->node_id;
751         unsigned long flags;
752
753         if (zone_is_empty(zone))
754                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
755
756         clear_zone_contiguous(zone);
757
758         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
759         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
760         zone_span_writelock(zone);
761         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
762         zone_span_writeunlock(zone);
763         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
764         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
765
766         /*
767          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
768          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
769          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
770          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
771          */
772         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
773                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
774
775         set_zone_contiguous(zone);
776 }
777
778 /*
779  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
780  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
781  * to the ZONE_NORMAL.
782  */
783 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
784                 unsigned long nr_pages)
785 {
786         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
787         int zid;
788
789         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
790                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
791
792                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
793                         return zone;
794         }
795
796         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
797 }
798
799 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
800                 unsigned long nr_pages)
801 {
802         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
803                         nr_pages);
804         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
805         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
806         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
807
808         /*
809          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
810          * overlap in the given range
811          */
812         if (in_kernel ^ in_movable)
813                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
814
815         /*
816          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
817          * given range then we use movable zone only if movable_node is
818          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
819          */
820         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
821 }
822
823 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
824                 unsigned long nr_pages)
825 {
826         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
827                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
828
829         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
830                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
831
832         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
833 }
834
835 /*
836  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
837  * for the given online type.
838  */
839 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
840                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
841 {
842         struct zone *zone;
843
844         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
845         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
846         return zone;
847 }
848
849 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
850 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
851 {
852         unsigned long flags;
853         unsigned long onlined_pages = 0;
854         struct zone *zone;
855         int need_zonelists_rebuild = 0;
856         int nid;
857         int ret;
858         struct memory_notify arg;
859         struct memory_block *mem;
860
861         /*
862          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
863          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
864          */
865         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
866         nid = mem->nid;
867         put_device(&mem->dev);
868
869         /* associate pfn range with the zone */
870         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
871
872         arg.start_pfn = pfn;
873         arg.nr_pages = nr_pages;
874         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
875
876         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
877         ret = notifier_to_errno(ret);
878         if (ret)
879                 goto failed_addition;
880
881         /*
882          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
883          * This means the page allocator ignores this zone.
884          * So, zonelist must be updated after online.
885          */
886         if (!populated_zone(zone)) {
887                 need_zonelists_rebuild = 1;
888                 setup_zone_pageset(zone);
889         }
890
891         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
892                 online_pages_range);
893         if (ret) {
894                 if (need_zonelists_rebuild)
895                         zone_pcp_reset(zone);
896                 goto failed_addition;
897         }
898
899         zone->present_pages += onlined_pages;
900
901         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
902         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
903         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
904
905         if (onlined_pages) {
906                 node_states_set_node(nid, &arg);
907                 if (need_zonelists_rebuild)
908                         build_all_zonelists(NULL);
909                 else
910                         zone_pcp_update(zone);
911         }
912
913         init_per_zone_wmark_min();
914
915         if (onlined_pages) {
916                 kswapd_run(nid);
917                 kcompactd_run(nid);
918         }
919
920         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
921
922         writeback_set_ratelimit();
923
924         if (onlined_pages)
925                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
926         return 0;
927
928 failed_addition:
929         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
930                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
931                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
932         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
933         return ret;
934 }
935 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
936
937 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
938 {
939         struct zone *z;
940
941         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
942                 z->present_pages = 0;
943
944         pgdat->node_present_pages = 0;
945 }
946
947 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
948 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
949 {
950         struct pglist_data *pgdat;
951         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
952
953         pgdat = NODE_DATA(nid);
954         if (!pgdat) {
955                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
956                 if (!pgdat)
957                         return NULL;
958
959                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
960         } else {
961                 /*
962                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
963                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
964                  * when it starts in the near future.
965                  */
966                 pgdat->nr_zones = 0;
967                 pgdat->kswapd_order = 0;
968                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
969         }
970
971         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
972
973         pgdat->node_id = nid;
974         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
975
976         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
977         free_area_init_core_hotplug(nid);
978         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
979
980         /*
981          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
982          * to access not-initialized zonelist, build here.
983          */
984         build_all_zonelists(pgdat);
985
986         /*
987          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
988          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
989          * online_pages() and offline_pages().
990          */
991         reset_node_managed_pages(pgdat);
992         reset_node_present_pages(pgdat);
993
994         return pgdat;
995 }
996
997 static void rollback_node_hotadd(int nid)
998 {
999         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1000
1001         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1002         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1003         arch_free_nodedata(pgdat);
1004         return;
1005 }
1006
1007
1008 /**
1009  * try_online_node - online a node if offlined
1010  * @nid: the node ID
1011  * @start: start addr of the node
1012  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1013  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1014  *
1015  * Returns:
1016  * 1 -> a new node has been allocated
1017  * 0 -> the node is already online
1018  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1019  */
1020 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1021 {
1022         pg_data_t *pgdat;
1023         int ret = 1;
1024
1025         if (node_online(nid))
1026                 return 0;
1027
1028         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1029         if (!pgdat) {
1030                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1031                 ret = -ENOMEM;
1032                 goto out;
1033         }
1034
1035         if (set_node_online) {
1036                 node_set_online(nid);
1037                 ret = register_one_node(nid);
1038                 BUG_ON(ret);
1039         }
1040 out:
1041         return ret;
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Users of this function always want to online/register the node
1046  */
1047 int try_online_node(int nid)
1048 {
1049         int ret;
1050
1051         mem_hotplug_begin();
1052         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1053         mem_hotplug_done();
1054         return ret;
1055 }
1056
1057 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1058 {
1059         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1060         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1061         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1062         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1063
1064         /* memory range must be block size aligned */
1065         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1066             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1067                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1068                        block_sz, start, size);
1069                 return -EINVAL;
1070         }
1071
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1076 {
1077         return device_online(&mem->dev);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1082  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1083  *
1084  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1085  */
1086 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1087 {
1088         u64 start, size;
1089         bool new_node = false;
1090         int ret;
1091
1092         start = res->start;
1093         size = resource_size(res);
1094
1095         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1096         if (ret)
1097                 return ret;
1098
1099         mem_hotplug_begin();
1100
1101         /*
1102          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1103          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1104          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1105          * be removed at hot-remove time.
1106          */
1107         memblock_add_node(start, size, nid);
1108
1109         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1110         if (ret < 0)
1111                 goto error;
1112         new_node = ret;
1113
1114         /* call arch's memory hotadd */
1115         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1116         if (ret < 0)
1117                 goto error;
1118
1119         if (new_node) {
1120                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1121                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1122                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1123                  * We online node here. We can't roll back from here.
1124                  */
1125                 node_set_online(nid);
1126                 ret = __register_one_node(nid);
1127                 BUG_ON(ret);
1128         }
1129
1130         /* link memory sections under this node.*/
1131         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1132         BUG_ON(ret);
1133
1134         /* create new memmap entry */
1135         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1136
1137         /* online pages if requested */
1138         if (online)
1139                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1140                                   NULL, online_memory_block);
1141
1142         goto out;
1143
1144 error:
1145         /* rollback pgdat allocation and others */
1146         if (new_node)
1147                 rollback_node_hotadd(nid);
1148         memblock_remove(start, size);
1149
1150 out:
1151         mem_hotplug_done();
1152         return ret;
1153 }
1154
1155 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1156 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1157 {
1158         struct resource *res;
1159         int ret;
1160
1161         res = register_memory_resource(start, size);
1162         if (IS_ERR(res))
1163                 return PTR_ERR(res);
1164
1165         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1166         if (ret < 0)
1167                 release_memory_resource(res);
1168         return ret;
1169 }
1170
1171 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1172 {
1173         int rc;
1174
1175         lock_device_hotplug();
1176         rc = __add_memory(nid, start, size);
1177         unlock_device_hotplug();
1178
1179         return rc;
1180 }
1181 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1182
1183 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1184 /*
1185  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1186  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1187  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1188  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1189  * be located at the start of the pageblock
1190  */
1191 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1192 {
1193         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1194 }
1195
1196 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1197 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1198 {
1199         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1200
1201         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1202         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1203
1204         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1205         if (pageblock_free(page)) {
1206                 int order;
1207                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1208                 order = page_order(page);
1209                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1210                         return pfn + (1 << order);
1211         }
1212
1213         return pfn + pageblock_nr_pages;
1214 }
1215
1216 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1217 {
1218         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1219         struct zone *zone;
1220
1221         /*
1222          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1223          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1224          * the zone but still within the section.
1225          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1226          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1227          */
1228         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1229                 return false;
1230
1231         zone = page_zone(page);
1232         pfn = page_to_pfn(page);
1233         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1234                 return false;
1235
1236         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1237 }
1238
1239 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1240 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1241 {
1242         unsigned long end_pfn, pfn;
1243
1244         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1245                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1246
1247         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1248         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1249                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1250                         return false;
1251                 cond_resched();
1252         }
1253
1254         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1255         return true;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1260  * When true, return its valid [start, end).
1261  */
1262 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1263                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1264 {
1265         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1266         unsigned long start, end;
1267         struct zone *zone = NULL;
1268         struct page *page;
1269         int i;
1270         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1271              pfn < end_pfn;
1272              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1273                 /* Make sure the memory section is present first */
1274                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1275                         continue;
1276                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1277                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1278                         i = 0;
1279                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1280                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1281                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1282                                 i++;
1283                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1284                                 continue;
1285                         /* Check if we got outside of the zone */
1286                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1287                                 return 0;
1288                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1289                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1290                                 return 0;
1291                         if (!zone)
1292                                 start = pfn + i;
1293                         zone = page_zone(page);
1294                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1295                 }
1296         }
1297
1298         if (zone) {
1299                 *valid_start = start;
1300                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1301                 return 1;
1302         } else {
1303                 return 0;
1304         }
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1309  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1310  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1311  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1312  */
1313 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1314 {
1315         unsigned long pfn;
1316
1317         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1318                 struct page *page, *head;
1319                 unsigned long skip;
1320
1321                 if (!pfn_valid(pfn))
1322                         continue;
1323                 page = pfn_to_page(pfn);
1324                 if (PageLRU(page))
1325                         return pfn;
1326                 if (__PageMovable(page))
1327                         return pfn;
1328
1329                 if (!PageHuge(page))
1330                         continue;
1331                 head = compound_head(page);
1332                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1333                     page_huge_active(head))
1334                         return pfn;
1335                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1336                 pfn += skip - 1;
1337         }
1338         return 0;
1339 }
1340
1341 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1342 {
1343         int nid = page_to_nid(page);
1344         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1345
1346         /*
1347          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1348          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1349          * of the only existing node)
1350          */
1351         node_clear(nid, nmask);
1352         if (nodes_empty(nmask))
1353                 node_set(nid, nmask);
1354
1355         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1356 }
1357
1358 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1359 static int
1360 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1361 {
1362         unsigned long pfn;
1363         struct page *page;
1364         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1365         int not_managed = 0;
1366         int ret = 0;
1367         LIST_HEAD(source);
1368
1369         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1370                 if (!pfn_valid(pfn))
1371                         continue;
1372                 page = pfn_to_page(pfn);
1373
1374                 if (PageHuge(page)) {
1375                         struct page *head = compound_head(page);
1376                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1377                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1378                                 ret = -EBUSY;
1379                                 break;
1380                         }
1381                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1382                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1383                         continue;
1384                 } else if (PageTransHuge(page))
1385                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1386                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1387
1388                 /*
1389                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1390                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1391                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1392                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1393                  * the unmap as the catch all safety net).
1394                  */
1395                 if (PageHWPoison(page)) {
1396                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1397                                 isolate_lru_page(page);
1398                         if (page_mapped(page))
1399                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1400                         continue;
1401                 }
1402
1403                 if (!get_page_unless_zero(page))
1404                         continue;
1405                 /*
1406                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1407                  * LRU and non-lru movable pages.
1408                  */
1409                 if (PageLRU(page))
1410                         ret = isolate_lru_page(page);
1411                 else
1412                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1413                 if (!ret) { /* Success */
1414                         put_page(page);
1415                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1416                         move_pages--;
1417                         if (!__PageMovable(page))
1418                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1419                                                     page_is_file_cache(page));
1420
1421                 } else {
1422 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1423                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1424                         dump_page(page, "isolation failed");
1425 #endif
1426                         put_page(page);
1427                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1428                            check this again here. */
1429                         if (page_count(page)) {
1430                                 not_managed++;
1431                                 ret = -EBUSY;
1432                                 break;
1433                         }
1434                 }
1435         }
1436         if (!list_empty(&source)) {
1437                 if (not_managed) {
1438                         putback_movable_pages(&source);
1439                         goto out;
1440                 }
1441
1442                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1443                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1444                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1445                 if (ret)
1446                         putback_movable_pages(&source);
1447         }
1448 out:
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1454  */
1455 static int
1456 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1457                         void *data)
1458 {
1459         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 static void
1464 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1465 {
1466         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1467                                 offline_isolated_pages_cb);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1472  */
1473 static int
1474 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1475                         void *data)
1476 {
1477         int ret;
1478         long offlined = *(long *)data;
1479         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1480         offlined = nr_pages;
1481         if (!ret)
1482                 *(long *)data += offlined;
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static long
1487 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1488 {
1489         long offlined = 0;
1490         int ret;
1491
1492         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1493                         check_pages_isolated_cb);
1494         if (ret < 0)
1495                 offlined = (long)ret;
1496         return offlined;
1497 }
1498
1499 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1500 {
1501 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1502         movable_node_enabled = true;
1503 #else
1504         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1505 #endif
1506         return 0;
1507 }
1508 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1509
1510 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1511 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1512                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1513 {
1514         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1515         unsigned long present_pages = 0;
1516         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1517
1518         /*
1519          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1520          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1521          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1522          *
1523          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1524          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1525          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1526          */
1527         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1528                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1529
1530         /*
1531          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1532          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1533          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1534          * become empty after offline , thus we can determind we will
1535          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1536          */
1537         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1538                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1539         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1540                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1541         else
1542                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1543
1544 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1545         /*
1546          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1547          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1548          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1549          *
1550          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1551          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1552          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1553          */
1554         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1555         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1556                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1557
1558         for (; zt <= zone_last; zt++)
1559                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1560         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1561                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1562         else
1563                 arg->status_change_nid_high = -1;
1564 #else
1565         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1566 #endif
1567
1568         /*
1569          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1570          */
1571         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1572
1573         /*
1574          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1575          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1576          * we can determind we will need to clear the node from
1577          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1578          */
1579         for (; zt <= zone_last; zt++)
1580                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1581         if (nr_pages >= present_pages)
1582                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1583         else
1584                 arg->status_change_nid = -1;
1585 }
1586
1587 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1588 {
1589         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1590                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1591
1592         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1593             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1594                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1595
1596         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1597             (arg->status_change_nid >= 0))
1598                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1599 }
1600
1601 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1602                   unsigned long end_pfn)
1603 {
1604         unsigned long pfn, nr_pages;
1605         long offlined_pages;
1606         int ret, node;
1607         unsigned long flags;
1608         unsigned long valid_start, valid_end;
1609         struct zone *zone;
1610         struct memory_notify arg;
1611
1612         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1613         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1614                 return -EINVAL;
1615         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1616                 return -EINVAL;
1617         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1618            we assume this for now. .*/
1619         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1620                 return -EINVAL;
1621
1622         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1623         node = zone_to_nid(zone);
1624         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1625
1626         /* set above range as isolated */
1627         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1628                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1629         if (ret)
1630                 return ret;
1631
1632         arg.start_pfn = start_pfn;
1633         arg.nr_pages = nr_pages;
1634         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1635
1636         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1637         ret = notifier_to_errno(ret);
1638         if (ret)
1639                 goto failed_removal;
1640
1641         pfn = start_pfn;
1642 repeat:
1643         /* start memory hot removal */
1644         ret = -EINTR;
1645         if (signal_pending(current))
1646                 goto failed_removal;
1647
1648         cond_resched();
1649         lru_add_drain_all();
1650         drain_all_pages(zone);
1651
1652         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1653         if (pfn) { /* We have movable pages */
1654                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1655                 goto repeat;
1656         }
1657
1658         /*
1659          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1660          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1661          */
1662         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1663         if (ret)
1664                 goto failed_removal;
1665         /* check again */
1666         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1667         if (offlined_pages < 0)
1668                 goto repeat;
1669         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1670         /* Ok, all of our target is isolated.
1671            We cannot do rollback at this point. */
1672         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1673         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1674         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1675         /* removal success */
1676         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1677         zone->present_pages -= offlined_pages;
1678
1679         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1680         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1681         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1682
1683         init_per_zone_wmark_min();
1684
1685         if (!populated_zone(zone)) {
1686                 zone_pcp_reset(zone);
1687                 build_all_zonelists(NULL);
1688         } else
1689                 zone_pcp_update(zone);
1690
1691         node_states_clear_node(node, &arg);
1692         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1693                 kswapd_stop(node);
1694                 kcompactd_stop(node);
1695         }
1696
1697         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1698         writeback_set_ratelimit();
1699
1700         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1701         return 0;
1702
1703 failed_removal:
1704         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1705                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1706                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1707         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1708         /* pushback to free area */
1709         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1714 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1715 {
1716         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1717 }
1718 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1719
1720 /**
1721  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1722  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1723  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1724  * @arg: argument passed to func
1725  * @func: callback for each memory section walked
1726  *
1727  * This function walks through all present mem sections in range
1728  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1729  *
1730  * Returns the return value of func.
1731  */
1732 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1733                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1734 {
1735         struct memory_block *mem = NULL;
1736         struct mem_section *section;
1737         unsigned long pfn, section_nr;
1738         int ret;
1739
1740         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1741                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1742                 if (!present_section_nr(section_nr))
1743                         continue;
1744
1745                 section = __nr_to_section(section_nr);
1746                 /* same memblock? */
1747                 if (mem)
1748                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1749                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1750                                 continue;
1751
1752                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1753                 if (!mem)
1754                         continue;
1755
1756                 ret = func(mem, arg);
1757                 if (ret) {
1758                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1759                         return ret;
1760                 }
1761         }
1762
1763         if (mem)
1764                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1765
1766         return 0;
1767 }
1768
1769 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1770 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1771 {
1772         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1773
1774         if (unlikely(ret)) {
1775                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1776
1777                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1778                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1779                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1780                         &beginpa, &endpa);
1781         }
1782
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1787 {
1788         int cpu;
1789
1790         for_each_present_cpu(cpu) {
1791                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1792                         /*
1793                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1794                          * offline this node.
1795                          */
1796                         return -EBUSY;
1797         }
1798
1799         return 0;
1800 }
1801
1802 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1803 {
1804 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1805         int cpu;
1806
1807         for_each_possible_cpu(cpu)
1808                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1809                         numa_clear_node(cpu);
1810 #endif
1811 }
1812
1813 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1814 {
1815         int ret;
1816
1817         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1818         if (ret)
1819                 return ret;
1820
1821         /*
1822          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1823          * the cpu_to_node() now.
1824          */
1825
1826         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1827         return 0;
1828 }
1829
1830 /**
1831  * try_offline_node
1832  * @nid: the node ID
1833  *
1834  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1835  *
1836  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1837  * and online/offline operations before this call.
1838  */
1839 void try_offline_node(int nid)
1840 {
1841         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1842         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1843         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1844         unsigned long pfn;
1845
1846         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1847                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1848
1849                 if (!present_section_nr(section_nr))
1850                         continue;
1851
1852                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1853                         continue;
1854
1855                 /*
1856                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1857                  * can't offline node now.
1858                  */
1859                 return;
1860         }
1861
1862         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1863                 return;
1864
1865         /*
1866          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1867          * node now.
1868          */
1869         node_set_offline(nid);
1870         unregister_one_node(nid);
1871 }
1872 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1873
1874 /**
1875  * remove_memory
1876  * @nid: the node ID
1877  * @start: physical address of the region to remove
1878  * @size: size of the region to remove
1879  *
1880  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1881  * and online/offline operations before this call, as required by
1882  * try_offline_node().
1883  */
1884 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1885 {
1886         int ret;
1887
1888         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1889
1890         mem_hotplug_begin();
1891
1892         /*
1893          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1894          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1895          * if this is not the case.
1896          */
1897         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1898                                 check_memblock_offlined_cb);
1899         if (ret)
1900                 BUG();
1901
1902         /* remove memmap entry */
1903         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1904         memblock_free(start, size);
1905         memblock_remove(start, size);
1906
1907         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1908
1909         try_offline_node(nid);
1910
1911         mem_hotplug_done();
1912 }
1913 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1914 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */