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_end_pfn > node_end_pfn)
 452                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 453                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 454                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 455         }
 456
 457         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 458         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 459 }
 460
 461 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 462 {
 463         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 464         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 465         unsigned long flags;
 466
 467         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 468         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 469         update_pgdat_span(pgdat);
 470         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 471 }
 472
 473 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 474                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 475 {
 476         unsigned long start_pfn;
 477         int scn_nr;
 478         int ret = -EINVAL;
 479
 480         if (!valid_section(ms))
 481                 return ret;
 482
 483         ret = unregister_memory_section(ms);
 484         if (ret)
 485                 return ret;
 486
 487         scn_nr = __section_nr(ms);
 488         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 489         __remove_zone(zone, start_pfn);
 490
 491         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 492         return 0;
 493 }
 494
 495 /**
 496  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 497  * @zone: zone from which pages need to be removed
 498  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 499  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 500  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 501  *
 502  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 503  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 504  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 505  * calling offline_pages().
 506  */
 507 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 508                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 509 {
 510         unsigned long i;
 511         unsigned long map_offset = 0;
 512         int sections_to_remove, ret = 0;
 513
 514         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 515         if (is_dev_zone(zone)) {
 516                 if (altmap)
 517                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 518         } else {
 519                 resource_size_t start, size;
 520
 521                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 522                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 523
 524                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 525                                         size);
 526                 if (ret) {
 527                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 528
 529                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 530                                         &start, &endres, ret);
 531                 }
 532         }
 533
 534         clear_zone_contiguous(zone);
 535
 536         /*
 537          * We can only remove entire sections
 538          */
 539         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 540         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 541
 542         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 543         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 544                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 545
 546                 cond_resched();
 547                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 548                                 altmap);
 549                 map_offset = 0;
 550                 if (ret)
 551                         break;
 552         }
 553
 554         set_zone_contiguous(zone);
 555
 556         return ret;
 557 }
 558 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 559
 560 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 561 {
 562         int rc = -EINVAL;
 563
 564         get_online_mems();
 565         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 566
 567         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 568                 online_page_callback = callback;
 569                 rc = 0;
 570         }
 571
 572         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 573         put_online_mems();
 574
 575         return rc;
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 578
 579 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 580 {
 581         int rc = -EINVAL;
 582
 583         get_online_mems();
 584         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 585
 586         if (online_page_callback == callback) {
 587                 online_page_callback = generic_online_page;
 588                 rc = 0;
 589         }
 590
 591         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 592         put_online_mems();
 593
 594         return rc;
 595 }
 596 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 597
 598 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 599 {
 600 }
 601 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 602
 603 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 604 {
 605         adjust_managed_page_count(page, 1);
 606 }
 607 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 608
 609 void __online_page_free(struct page *page)
 610 {
 611         __free_reserved_page(page);
 612 }
 613 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 614
 615 static void generic_online_page(struct page *page)
 616 {
 617         __online_page_set_limits(page);
 618         __online_page_increment_counters(page);
 619         __online_page_free(page);
 620 }
 621
 622 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 623                         void *arg)
 624 {
 625         unsigned long i;
 626         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 627         struct page *page;
 628
 629         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 630                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 631                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 632                         (*online_page_callback)(page);
 633                         onlined_pages++;
 634                 }
 635
 636         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 637
 638         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 639         return 0;
 640 }
 641
 642 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 643 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 644         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 645 {
 646         int nid = zone_to_nid(zone);
 647         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 648
 649         /*
 650          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 651          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 652          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 653          *
 654          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 655          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 656          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 657          */
 658         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 659                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 660
 661         /*
 662          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 663          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 664          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 665          * the memory is online.
 666          */
 667         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 668                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 669         else
 670                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 671
 672 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 673         /*
 674          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 675          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 676          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 677          *
 678          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 679          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 680          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 681          */
 682         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 683         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 684                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 685
 686         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 687                 arg->status_change_nid_high = nid;
 688         else
 689                 arg->status_change_nid_high = -1;
 690 #else
 691         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 692 #endif
 693
 694         /*
 695          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 696          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 697          * is online.
 698          */
 699         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 700                 arg->status_change_nid = nid;
 701         else
 702                 arg->status_change_nid = -1;
 703 }
 704
 705 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 706 {
 707         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 708                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 709
 710         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 711                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 712
 713         node_set_state(node, N_MEMORY);
 714 }
 715
 716 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 717                 unsigned long nr_pages)
 718 {
 719         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 720
 721         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 722                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 723
 724         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 725 }
 726
 727 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 728                                      unsigned long nr_pages)
 729 {
 730         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 731
 732         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 733                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 734
 735         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 736 }
 737
 738 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 739                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 740 {
 741         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 742         int nid = pgdat->node_id;
 743         unsigned long flags;
 744
 745         if (zone_is_empty(zone))
 746                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 747
 748         clear_zone_contiguous(zone);
 749
 750         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 751         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 752         zone_span_writelock(zone);
 753         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 754         zone_span_writeunlock(zone);
 755         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 756         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 757
 758         /*
 759          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 760          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 761          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 762          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 763          */
 764         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 765                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 766
 767         set_zone_contiguous(zone);
 768 }
 769
 770 /*
 771  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 772  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 773  * to the ZONE_NORMAL.
 774  */
 775 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 776                 unsigned long nr_pages)
 777 {
 778         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 779         int zid;
 780
 781         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 782                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 783
 784                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 785                         return zone;
 786         }
 787
 788         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 789 }
 790
 791 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 792                 unsigned long nr_pages)
 793 {
 794         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 795                         nr_pages);
 796         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 797         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 798         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 799
 800         /*
 801          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 802          * overlap in the given range
 803          */
 804         if (in_kernel ^ in_movable)
 805                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 806
 807         /*
 808          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 809          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 810          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 811          */
 812         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 813 }
 814
 815 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 816                 unsigned long nr_pages)
 817 {
 818         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 819                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 820
 821         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 822                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 823
 824         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 829  * for the given online type.
 830  */
 831 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 832                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 833 {
 834         struct zone *zone;
 835
 836         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 837         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 838         return zone;
 839 }
 840
 841 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 842 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 843 {
 844         unsigned long flags;
 845         unsigned long onlined_pages = 0;
 846         struct zone *zone;
 847         int need_zonelists_rebuild = 0;
 848         int nid;
 849         int ret;
 850         struct memory_notify arg;
 851         struct memory_block *mem;
 852
 853         /*
 854          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 855          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 856          */
 857         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 858         nid = mem->nid;
 859         put_device(&mem->dev);
 860
 861         /* associate pfn range with the zone */
 862         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 863
 864         arg.start_pfn = pfn;
 865         arg.nr_pages = nr_pages;
 866         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 867
 868         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 869         ret = notifier_to_errno(ret);
 870         if (ret)
 871                 goto failed_addition;
 872
 873         /*
 874          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 875          * This means the page allocator ignores this zone.
 876          * So, zonelist must be updated after online.
 877          */
 878         if (!populated_zone(zone)) {
 879                 need_zonelists_rebuild = 1;
 880                 setup_zone_pageset(zone);
 881         }
 882
 883         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 884                 online_pages_range);
 885         if (ret) {
 886                 if (need_zonelists_rebuild)
 887                         zone_pcp_reset(zone);
 888                 goto failed_addition;
 889         }
 890
 891         zone->present_pages += onlined_pages;
 892
 893         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 894         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 895         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 896
 897         if (onlined_pages) {
 898                 node_states_set_node(nid, &arg);
 899                 if (need_zonelists_rebuild)
 900                         build_all_zonelists(NULL);
 901                 else
 902                         zone_pcp_update(zone);
 903         }
 904
 905         init_per_zone_wmark_min();
 906
 907         if (onlined_pages) {
 908                 kswapd_run(nid);
 909                 kcompactd_run(nid);
 910         }
 911
 912         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 913
 914         writeback_set_ratelimit();
 915
 916         if (onlined_pages)
 917                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 918         return 0;
 919
 920 failed_addition:
 921         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 922                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 923                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 924         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 925         return ret;
 926 }
 927 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 928
 929 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 930 {
 931         struct zone *z;
 932
 933         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 934                 z->present_pages = 0;
 935
 936         pgdat->node_present_pages = 0;
 937 }
 938
 939 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 940 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 941 {
 942         struct pglist_data *pgdat;
 943         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 944
 945         pgdat = NODE_DATA(nid);
 946         if (!pgdat) {
 947                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 948                 if (!pgdat)
 949                         return NULL;
 950
 951                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 952         } else {
 953                 /*
 954                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 955                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 956                  * when it starts in the near future.
 957                  */
 958                 pgdat->nr_zones = 0;
 959                 pgdat->kswapd_order = 0;
 960                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 961         }
 962
 963         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 964
 965         pgdat->node_id = nid;
 966         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 967
 968         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 969         free_area_init_core_hotplug(nid);
 970         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 971
 972         /*
 973          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 974          * to access not-initialized zonelist, build here.
 975          */
 976         build_all_zonelists(pgdat);
 977
 978         /*
 979          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 980          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 981          * online_pages() and offline_pages().
 982          */
 983         reset_node_managed_pages(pgdat);
 984         reset_node_present_pages(pgdat);
 985
 986         return pgdat;
 987 }
 988
 989 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 990 {
 991         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 992
 993         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 994         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 995         arch_free_nodedata(pgdat);
 996         return;
 997 }
 998
 999
1000 /**
1001  * try_online_node - online a node if offlined
1002  * @nid: the node ID
1003  * @start: start addr of the node
1004  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1005  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1006  *
1007  * Returns:
1008  * 1 -> a new node has been allocated
1009  * 0 -> the node is already online
1010  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1011  */
1012 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1013 {
1014         pg_data_t *pgdat;
1015         int ret = 1;
1016
1017         if (node_online(nid))
1018                 return 0;
1019
1020         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1021         if (!pgdat) {
1022                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1023                 ret = -ENOMEM;
1024                 goto out;
1025         }
1026
1027         if (set_node_online) {
1028                 node_set_online(nid);
1029                 ret = register_one_node(nid);
1030                 BUG_ON(ret);
1031         }
1032 out:
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Users of this function always want to online/register the node
1038  */
1039 int try_online_node(int nid)
1040 {
1041         int ret;
1042
1043         mem_hotplug_begin();
1044         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1045         mem_hotplug_done();
1046         return ret;
1047 }
1048
1049 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1050 {
1051         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1052         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1053         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1054         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1055
1056         /* memory range must be block size aligned */
1057         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1058             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1059                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1060                        block_sz, start, size);
1061                 return -EINVAL;
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1068 {
1069         return device_online(&mem->dev);
1070 }
1071
1072 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1073 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1074 {
1075         u64 start, size;
1076         bool new_node = false;
1077         int ret;
1078
1079         start = res->start;
1080         size = resource_size(res);
1081
1082         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1083         if (ret)
1084                 return ret;
1085
1086         mem_hotplug_begin();
1087
1088         /*
1089          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1090          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1091          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1092          * be removed at hot-remove time.
1093          */
1094         memblock_add_node(start, size, nid);
1095
1096         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1097         if (ret < 0)
1098                 goto error;
1099         new_node = ret;
1100
1101         /* call arch's memory hotadd */
1102         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1103         if (ret < 0)
1104                 goto error;
1105
1106         if (new_node) {
1107                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1108                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1109                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1110                  * We online node here. We can't roll back from here.
1111                  */
1112                 node_set_online(nid);
1113                 ret = __register_one_node(nid);
1114                 BUG_ON(ret);
1115         }
1116
1117         /* link memory sections under this node.*/
1118         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1119         BUG_ON(ret);
1120
1121         /* create new memmap entry */
1122         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1123
1124         /* online pages if requested */
1125         if (online)
1126                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1127                                   NULL, online_memory_block);
1128
1129         goto out;
1130
1131 error:
1132         /* rollback pgdat allocation and others */
1133         if (new_node)
1134                 rollback_node_hotadd(nid);
1135         memblock_remove(start, size);
1136
1137 out:
1138         mem_hotplug_done();
1139         return ret;
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1142
1143 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1144 {
1145         struct resource *res;
1146         int ret;
1147
1148         res = register_memory_resource(start, size);
1149         if (IS_ERR(res))
1150                 return PTR_ERR(res);
1151
1152         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1153         if (ret < 0)
1154                 release_memory_resource(res);
1155         return ret;
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1158
1159 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1160 /*
1161  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1162  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1163  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1164  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1165  * be located at the start of the pageblock
1166  */
1167 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1168 {
1169         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1170 }
1171
1172 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1173 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1174 {
1175         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1176
1177         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1178         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1179
1180         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1181         if (pageblock_free(page)) {
1182                 int order;
1183                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1184                 order = page_order(page);
1185                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1186                         return pfn + (1 << order);
1187         }
1188
1189         return pfn + pageblock_nr_pages;
1190 }
1191
1192 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1193 {
1194         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1195         struct zone *zone;
1196
1197         /*
1198          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1199          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1200          * the zone but still within the section.
1201          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1202          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1203          */
1204         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1205                 return false;
1206
1207         zone = page_zone(page);
1208         pfn = page_to_pfn(page);
1209         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1210                 return false;
1211
1212         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1213 }
1214
1215 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1216 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1217 {
1218         unsigned long end_pfn, pfn;
1219
1220         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1221                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1222
1223         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1224         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1225                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1226                         return false;
1227                 cond_resched();
1228         }
1229
1230         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1231         return true;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1236  * When true, return its valid [start, end).
1237  */
1238 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1239                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1240 {
1241         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1242         unsigned long start, end;
1243         struct zone *zone = NULL;
1244         struct page *page;
1245         int i;
1246         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1247              pfn < end_pfn;
1248              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1249                 /* Make sure the memory section is present first */
1250                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1251                         continue;
1252                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1253                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1254                         i = 0;
1255                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1256                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1257                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1258                                 i++;
1259                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1260                                 continue;
1261                         /* Check if we got outside of the zone */
1262                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1263                                 return 0;
1264                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1265                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1266                                 return 0;
1267                         if (!zone)
1268                                 start = pfn + i;
1269                         zone = page_zone(page);
1270                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1271                 }
1272         }
1273
1274         if (zone) {
1275                 *valid_start = start;
1276                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1277                 return 1;
1278         } else {
1279                 return 0;
1280         }
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1285  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1286  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1287  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1288  */
1289 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1290 {
1291         unsigned long pfn;
1292
1293         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1294                 struct page *page, *head;
1295                 unsigned long skip;
1296
1297                 if (!pfn_valid(pfn))
1298                         continue;
1299                 page = pfn_to_page(pfn);
1300                 if (PageLRU(page))
1301                         return pfn;
1302                 if (__PageMovable(page))
1303                         return pfn;
1304
1305                 if (!PageHuge(page))
1306                         continue;
1307                 head = compound_head(page);
1308                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1309                     page_huge_active(head))
1310                         return pfn;
1311                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1312                 pfn += skip - 1;
1313         }
1314         return 0;
1315 }
1316
1317 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1318 {
1319         int nid = page_to_nid(page);
1320         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1321
1322         /*
1323          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1324          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1325          * of the only existing node)
1326          */
1327         node_clear(nid, nmask);
1328         if (nodes_empty(nmask))
1329                 node_set(nid, nmask);
1330
1331         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1332 }
1333
1334 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1335 static int
1336 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1337 {
1338         unsigned long pfn;
1339         struct page *page;
1340         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1341         int not_managed = 0;
1342         int ret = 0;
1343         LIST_HEAD(source);
1344
1345         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1346                 if (!pfn_valid(pfn))
1347                         continue;
1348                 page = pfn_to_page(pfn);
1349
1350                 if (PageHuge(page)) {
1351                         struct page *head = compound_head(page);
1352                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1353                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1354                                 ret = -EBUSY;
1355                                 break;
1356                         }
1357                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1358                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1359                         continue;
1360                 } else if (PageTransHuge(page))
1361                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1362                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1363
1364                 /*
1365                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1366                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1367                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1368                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1369                  * the unmap as the catch all safety net).
1370                  */
1371                 if (PageHWPoison(page)) {
1372                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1373                                 isolate_lru_page(page);
1374                         if (page_mapped(page))
1375                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1376                         continue;
1377                 }
1378
1379                 if (!get_page_unless_zero(page))
1380                         continue;
1381                 /*
1382                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1383                  * LRU and non-lru movable pages.
1384                  */
1385                 if (PageLRU(page))
1386                         ret = isolate_lru_page(page);
1387                 else
1388                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1389                 if (!ret) { /* Success */
1390                         put_page(page);
1391                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1392                         move_pages--;
1393                         if (!__PageMovable(page))
1394                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1395                                                     page_is_file_cache(page));
1396
1397                 } else {
1398 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1399                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1400                         dump_page(page, "isolation failed");
1401 #endif
1402                         put_page(page);
1403                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1404                            check this again here. */
1405                         if (page_count(page)) {
1406                                 not_managed++;
1407                                 ret = -EBUSY;
1408                                 break;
1409                         }
1410                 }
1411         }
1412         if (!list_empty(&source)) {
1413                 if (not_managed) {
1414                         putback_movable_pages(&source);
1415                         goto out;
1416                 }
1417
1418                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1419                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1420                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1421                 if (ret)
1422                         putback_movable_pages(&source);
1423         }
1424 out:
1425         return ret;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1430  */
1431 static int
1432 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1433                         void *data)
1434 {
1435         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1436         return 0;
1437 }
1438
1439 static void
1440 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1441 {
1442         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1443                                 offline_isolated_pages_cb);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1448  */
1449 static int
1450 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1451                         void *data)
1452 {
1453         int ret;
1454         long offlined = *(long *)data;
1455         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1456         offlined = nr_pages;
1457         if (!ret)
1458                 *(long *)data += offlined;
1459         return ret;
1460 }
1461
1462 static long
1463 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1464 {
1465         long offlined = 0;
1466         int ret;
1467
1468         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1469                         check_pages_isolated_cb);
1470         if (ret < 0)
1471                 offlined = (long)ret;
1472         return offlined;
1473 }
1474
1475 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1476 {
1477 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1478         movable_node_enabled = true;
1479 #else
1480         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1481 #endif
1482         return 0;
1483 }
1484 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1485
1486 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1487 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1488                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1489 {
1490         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1491         unsigned long present_pages = 0;
1492         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1493
1494         /*
1495          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1496          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1497          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1498          *
1499          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1500          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1501          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1502          */
1503         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1504                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1505
1506         /*
1507          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1508          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1509          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1510          * become empty after offline , thus we can determind we will
1511          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1512          */
1513         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1514                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1515         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1516                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1517         else
1518                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1519
1520 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1521         /*
1522          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1523          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1524          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1525          *
1526          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1527          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1528          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1529          */
1530         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1531         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1532                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1533
1534         for (; zt <= zone_last; zt++)
1535                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1536         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1537                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1538         else
1539                 arg->status_change_nid_high = -1;
1540 #else
1541         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1542 #endif
1543
1544         /*
1545          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1546          */
1547         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1548
1549         /*
1550          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1551          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1552          * we can determind we will need to clear the node from
1553          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1554          */
1555         for (; zt <= zone_last; zt++)
1556                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1557         if (nr_pages >= present_pages)
1558                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1559         else
1560                 arg->status_change_nid = -1;
1561 }
1562
1563 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1564 {
1565         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1566                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1567
1568         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1569             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1570                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1571
1572         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1573             (arg->status_change_nid >= 0))
1574                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1575 }
1576
1577 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1578                   unsigned long end_pfn)
1579 {
1580         unsigned long pfn, nr_pages;
1581         long offlined_pages;
1582         int ret, node;
1583         unsigned long flags;
1584         unsigned long valid_start, valid_end;
1585         struct zone *zone;
1586         struct memory_notify arg;
1587
1588         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1589         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1590                 return -EINVAL;
1591         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1592                 return -EINVAL;
1593         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1594            we assume this for now. .*/
1595         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1596                 return -EINVAL;
1597
1598         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1599         node = zone_to_nid(zone);
1600         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1601
1602         /* set above range as isolated */
1603         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1604                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1605         if (ret)
1606                 return ret;
1607
1608         arg.start_pfn = start_pfn;
1609         arg.nr_pages = nr_pages;
1610         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1611
1612         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1613         ret = notifier_to_errno(ret);
1614         if (ret)
1615                 goto failed_removal;
1616
1617         pfn = start_pfn;
1618 repeat:
1619         /* start memory hot removal */
1620         ret = -EINTR;
1621         if (signal_pending(current))
1622                 goto failed_removal;
1623
1624         cond_resched();
1625         lru_add_drain_all();
1626         drain_all_pages(zone);
1627
1628         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1629         if (pfn) { /* We have movable pages */
1630                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1631                 goto repeat;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1636          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1637          */
1638         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1639         if (ret)
1640                 goto failed_removal;
1641         /* check again */
1642         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1643         if (offlined_pages < 0)
1644                 goto repeat;
1645         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1646         /* Ok, all of our target is isolated.
1647            We cannot do rollback at this point. */
1648         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1649         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1650         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1651         /* removal success */
1652         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1653         zone->present_pages -= offlined_pages;
1654
1655         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1656         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1657         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1658
1659         init_per_zone_wmark_min();
1660
1661         if (!populated_zone(zone)) {
1662                 zone_pcp_reset(zone);
1663                 build_all_zonelists(NULL);
1664         } else
1665                 zone_pcp_update(zone);
1666
1667         node_states_clear_node(node, &arg);
1668         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1669                 kswapd_stop(node);
1670                 kcompactd_stop(node);
1671         }
1672
1673         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1674         writeback_set_ratelimit();
1675
1676         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1677         return 0;
1678
1679 failed_removal:
1680         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1681                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1682                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1683         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1684         /* pushback to free area */
1685         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1690 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1691 {
1692         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1693 }
1694 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1695
1696 /**
1697  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1698  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1699  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1700  * @arg: argument passed to func
1701  * @func: callback for each memory section walked
1702  *
1703  * This function walks through all present mem sections in range
1704  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1705  *
1706  * Returns the return value of func.
1707  */
1708 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1709                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1710 {
1711         struct memory_block *mem = NULL;
1712         struct mem_section *section;
1713         unsigned long pfn, section_nr;
1714         int ret;
1715
1716         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1717                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1718                 if (!present_section_nr(section_nr))
1719                         continue;
1720
1721                 section = __nr_to_section(section_nr);
1722                 /* same memblock? */
1723                 if (mem)
1724                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1725                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1726                                 continue;
1727
1728                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1729                 if (!mem)
1730                         continue;
1731
1732                 ret = func(mem, arg);
1733                 if (ret) {
1734                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1735                         return ret;
1736                 }
1737         }
1738
1739         if (mem)
1740                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1741
1742         return 0;
1743 }
1744
1745 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1746 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1747 {
1748         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1749
1750         if (unlikely(ret)) {
1751                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1752
1753                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1754                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1755                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1756                         &beginpa, &endpa);
1757         }
1758
1759         return ret;
1760 }
1761
1762 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1763 {
1764         int cpu;
1765
1766         for_each_present_cpu(cpu) {
1767                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1768                         /*
1769                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1770                          * offline this node.
1771                          */
1772                         return -EBUSY;
1773         }
1774
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1779 {
1780 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1781         int cpu;
1782
1783         for_each_possible_cpu(cpu)
1784                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1785                         numa_clear_node(cpu);
1786 #endif
1787 }
1788
1789 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1790 {
1791         int ret;
1792
1793         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1794         if (ret)
1795                 return ret;
1796
1797         /*
1798          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1799          * the cpu_to_node() now.
1800          */
1801
1802         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1803         return 0;
1804 }
1805
1806 /**
1807  * try_offline_node
1808  * @nid: the node ID
1809  *
1810  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1811  *
1812  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1813  * and online/offline operations before this call.
1814  */
1815 void try_offline_node(int nid)
1816 {
1817         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1818         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1819         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1820         unsigned long pfn;
1821
1822         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1823                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1824
1825                 if (!present_section_nr(section_nr))
1826                         continue;
1827
1828                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1829                         continue;
1830
1831                 /*
1832                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1833                  * can't offline node now.
1834                  */
1835                 return;
1836         }
1837
1838         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1839                 return;
1840
1841         /*
1842          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1843          * node now.
1844          */
1845         node_set_offline(nid);
1846         unregister_one_node(nid);
1847 }
1848 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1849
1850 /**
1851  * remove_memory
1852  * @nid: the node ID
1853  * @start: physical address of the region to remove
1854  * @size: size of the region to remove
1855  *
1856  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1857  * and online/offline operations before this call, as required by
1858  * try_offline_node().
1859  */
1860 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1861 {
1862         int ret;
1863
1864         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1865
1866         mem_hotplug_begin();
1867
1868         /*
1869          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1870          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1871          * if this is not the case.
1872          */
1873         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1874                                 check_memblock_offlined_cb);
1875         if (ret)
1876                 BUG();
1877
1878         /* remove memmap entry */
1879         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1880         memblock_free(start, size);
1881         memblock_remove(start, size);
1882
1883         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1884
1885         try_offline_node(nid);
1886
1887         mem_hotplug_done();
1888 }
1889 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1890 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */