mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res, *conflict;
 103         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 104         if (!res)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         res->name = "System RAM";
 108         res->start = start;
 109         res->end = start + size - 1;
 110         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 111         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 112         if (conflict) {
 113                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 114                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 115                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 116                                  (unsigned long long)start);
 117                 }
 118                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 119                 kfree(res);
 120                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 121         }
 122         return res;
 123 }
 124
 125 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 126 {
 127         if (!res)
 128                 return;
 129         release_resource(res);
 130         kfree(res);
 131         return;
 132 }
 133
 134 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 135 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 136                       unsigned long type)
 137 {
 138         page->freelist = (void *)type;
 139         SetPagePrivate(page);
 140         set_page_private(page, info);
 141         page_ref_inc(page);
 142 }
 143
 144 void put_page_bootmem(struct page *page)
 145 {
 146         unsigned long type;
 147
 148         type = (unsigned long) page->freelist;
 149         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 150                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 151
 152         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 153                 page->freelist = NULL;
 154                 ClearPagePrivate(page);
 155                 set_page_private(page, 0);
 156                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 157                 free_reserved_page(page);
 158         }
 159 }
 160
 161 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 162 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 163 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 164 {
 165         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 166         struct mem_section *ms;
 167         struct page *page, *memmap;
 168
 169         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 170         ms = __nr_to_section(section_nr);
 171
 172         /* Get section's memmap address */
 173         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 174
 175         /*
 176          * Get page for the memmap's phys address
 177          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 178          */
 179         page = virt_to_page(memmap);
 180         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 181         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 182
 183         /* remember memmap's page */
 184         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 185                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 186
 187         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 188         page = virt_to_page(usemap);
 189
 190         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 191
 192         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 193                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 194
 195 }
 196 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 197 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 198 {
 199         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 200         struct mem_section *ms;
 201         struct page *page, *memmap;
 202
 203         if (!pfn_valid(start_pfn))
 204                 return;
 205
 206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 207         ms = __nr_to_section(section_nr);
 208
 209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 210
 211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 212
 213         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 214         page = virt_to_page(usemap);
 215
 216         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 217
 218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 220 }
 221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 222
 223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 224 {
 225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 226         int node = pgdat->node_id;
 227         struct page *page;
 228
 229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 230         page = virt_to_page(pgdat);
 231
 232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 234
 235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 237
 238         /* register section info */
 239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 240                 /*
 241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 244                  * reside in some other nodes.
 245                  */
 246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 248         }
 249 }
 250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 251
 252 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 253                 bool want_memblock)
 254 {
 255         int ret;
 256         int i;
 257
 258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 259                 return -EEXIST;
 260
 261         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
 262         if (ret < 0)
 263                 return ret;
 264
 265         /*
 266          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
 267          * initialized state.
 268          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
 269          * relies on having page with the proper node.
 270          */
 271         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
 272                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
 273                 struct page *page;
 274                 if (!pfn_valid(pfn))
 275                         continue;
 276
 277                 page = pfn_to_page(pfn);
 278                 set_page_node(page, nid);
 279                 SetPageReserved(page);
 280         }
 281
 282         if (!want_memblock)
 283                 return 0;
 284
 285         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 290  * expected that archs that support memory hotplug will
 291  * call this function after deciding the zone to which to
 292  * add the new pages.
 293  */
 294 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 295                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
 296 {
 297         unsigned long i;
 298         int err = 0;
 299         int start_sec, end_sec;
 300         struct vmem_altmap *altmap;
 301
 302         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 303         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 304         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 305
 306         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
 307         if (altmap) {
 308                 /*
 309                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 310                  */
 311                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 312                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 313                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 314                         err = -EINVAL;
 315                         goto out;
 316                 }
 317                 altmap->alloc = 0;
 318         }
 319
 320         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 321                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
 322
 323                 /*
 324                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 325                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 326                  * Warning will be printed if there is collision.
 327                  */
 328                 if (err && (err != -EEXIST))
 329                         break;
 330                 err = 0;
 331                 cond_resched();
 332         }
 333         vmemmap_populate_print_last();
 334 out:
 335         return err;
 336 }
 337 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 338
 339 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 340 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 341 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 342                                      unsigned long start_pfn,
 343                                      unsigned long end_pfn)
 344 {
 345         struct mem_section *ms;
 346
 347         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 348                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 349
 350                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 351                         continue;
 352
 353                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 354                         continue;
 355
 356                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 357                         continue;
 358
 359                 return start_pfn;
 360         }
 361
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 366 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 367                                     unsigned long start_pfn,
 368                                     unsigned long end_pfn)
 369 {
 370         struct mem_section *ms;
 371         unsigned long pfn;
 372
 373         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 374         pfn = end_pfn - 1;
 375         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 376                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 377
 378                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 379                         continue;
 380
 381                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 382                         continue;
 383
 384                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 385                         continue;
 386
 387                 return pfn;
 388         }
 389
 390         return 0;
 391 }
 392
 393 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 394                              unsigned long end_pfn)
 395 {
 396         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 397         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 398         unsigned long zone_end_pfn = z;
 399         unsigned long pfn;
 400         struct mem_section *ms;
 401         int nid = zone_to_nid(zone);
 402
 403         zone_span_writelock(zone);
 404         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 405                 /*
 406                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 407                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 408                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 409                  * for shrinking zone.
 410                  */
 411                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 412                                                 zone_end_pfn);
 413                 if (pfn) {
 414                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 415                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 416                 }
 417         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 418                 /*
 419                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 420                  * shrink zone->spanned_pages.
 421                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 422                  * shrinking zone.
 423                  */
 424                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 425                                                start_pfn);
 426                 if (pfn)
 427                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 428         }
 429
 430         /*
 431          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 432          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 433          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 434          * it check the zone has only hole or not.
 435          */
 436         pfn = zone_start_pfn;
 437         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 438                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 439
 440                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 441                         continue;
 442
 443                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 444                         continue;
 445
 446                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 447                 if (start_pfn == pfn)
 448                         continue;
 449
 450                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 451                 zone_span_writeunlock(zone);
 452                 return;
 453         }
 454
 455         /* The zone has no valid section */
 456         zone->zone_start_pfn = 0;
 457         zone->spanned_pages = 0;
 458         zone_span_writeunlock(zone);
 459 }
 460
 461 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 462                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 463 {
 464         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 465         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 466         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 467         unsigned long pfn;
 468         struct mem_section *ms;
 469         int nid = pgdat->node_id;
 470
 471         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 472                 /*
 473                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 474                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 475                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 476                  * for shrinking zone.
 477                  */
 478                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 479                                                 pgdat_end_pfn);
 480                 if (pfn) {
 481                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 482                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 483                 }
 484         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 485                 /*
 486                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 487                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 488                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 489                  * shrinking zone.
 490                  */
 491                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 492                                                start_pfn);
 493                 if (pfn)
 494                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 495         }
 496
 497         /*
 498          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 499          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 500          * change the pgdat.
 501          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 502          * has only hole or not.
 503          */
 504         pfn = pgdat_start_pfn;
 505         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 506                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 507
 508                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 509                         continue;
 510
 511                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 512                         continue;
 513
 514                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 515                 if (start_pfn == pfn)
 516                         continue;
 517
 518                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 519                 return;
 520         }
 521
 522         /* The pgdat has no valid section */
 523         pgdat->node_start_pfn = 0;
 524         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 525 }
 526
 527 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 528 {
 529         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 530         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 531         unsigned long flags;
 532
 533         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 534         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 535         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 536         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 537 }
 538
 539 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 540                 unsigned long map_offset)
 541 {
 542         unsigned long start_pfn;
 543         int scn_nr;
 544         int ret = -EINVAL;
 545
 546         if (!valid_section(ms))
 547                 return ret;
 548
 549         ret = unregister_memory_section(ms);
 550         if (ret)
 551                 return ret;
 552
 553         scn_nr = __section_nr(ms);
 554         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 555         __remove_zone(zone, start_pfn);
 556
 557         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 /**
 562  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 563  * @zone: zone from which pages need to be removed
 564  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 565  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 566  *
 567  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 568  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 569  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 570  * calling offline_pages().
 571  */
 572 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 573                  unsigned long nr_pages)
 574 {
 575         unsigned long i;
 576         unsigned long map_offset = 0;
 577         int sections_to_remove, ret = 0;
 578
 579         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 580         if (is_dev_zone(zone)) {
 581                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
 582                 struct vmem_altmap *altmap;
 583
 584                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
 585                 if (altmap)
 586                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 587         } else {
 588                 resource_size_t start, size;
 589
 590                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 591                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 592
 593                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 594                                         size);
 595                 if (ret) {
 596                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 597
 598                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 599                                         &start, &endres, ret);
 600                 }
 601         }
 602
 603         clear_zone_contiguous(zone);
 604
 605         /*
 606          * We can only remove entire sections
 607          */
 608         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 609         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 610
 611         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 612         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 613                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 614
 615                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
 616                 map_offset = 0;
 617                 if (ret)
 618                         break;
 619         }
 620
 621         set_zone_contiguous(zone);
 622
 623         return ret;
 624 }
 625 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 626
 627 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 628 {
 629         int rc = -EINVAL;
 630
 631         get_online_mems();
 632         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 633
 634         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 635                 online_page_callback = callback;
 636                 rc = 0;
 637         }
 638
 639         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 640         put_online_mems();
 641
 642         return rc;
 643 }
 644 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 645
 646 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 647 {
 648         int rc = -EINVAL;
 649
 650         get_online_mems();
 651         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 652
 653         if (online_page_callback == callback) {
 654                 online_page_callback = generic_online_page;
 655                 rc = 0;
 656         }
 657
 658         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 659         put_online_mems();
 660
 661         return rc;
 662 }
 663 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 664
 665 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 666 {
 667 }
 668 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 669
 670 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 671 {
 672         adjust_managed_page_count(page, 1);
 673 }
 674 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 675
 676 void __online_page_free(struct page *page)
 677 {
 678         __free_reserved_page(page);
 679 }
 680 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 681
 682 static void generic_online_page(struct page *page)
 683 {
 684         __online_page_set_limits(page);
 685         __online_page_increment_counters(page);
 686         __online_page_free(page);
 687 }
 688
 689 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 690                         void *arg)
 691 {
 692         unsigned long i;
 693         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 694         struct page *page;
 695
 696         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 697                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 698                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 699                         (*online_page_callback)(page);
 700                         onlined_pages++;
 701                 }
 702
 703         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 704
 705         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 706         return 0;
 707 }
 708
 709 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 710 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 711         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 712 {
 713         int nid = zone_to_nid(zone);
 714         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 715
 716         /*
 717          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 718          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 719          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 720          *
 721          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 722          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 723          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 724          */
 725         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 726                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 727
 728         /*
 729          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 730          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 731          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 732          * the memory is online.
 733          */
 734         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 735                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 736         else
 737                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 738
 739 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 740         /*
 741          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 742          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 743          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 744          *
 745          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 746          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 747          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 748          */
 749         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 750         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 751                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 752
 753         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 754                 arg->status_change_nid_high = nid;
 755         else
 756                 arg->status_change_nid_high = -1;
 757 #else
 758         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 759 #endif
 760
 761         /*
 762          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 763          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 764          * is online.
 765          */
 766         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 767                 arg->status_change_nid = nid;
 768         else
 769                 arg->status_change_nid = -1;
 770 }
 771
 772 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 773 {
 774         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 775                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 776
 777         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 778                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 779
 780         node_set_state(node, N_MEMORY);
 781 }
 782
 783 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 784                 unsigned long nr_pages)
 785 {
 786         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 787
 788         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 789                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 790
 791         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 792 }
 793
 794 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 795                                      unsigned long nr_pages)
 796 {
 797         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 798
 799         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 800                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 801
 802         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 803 }
 804
 805 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
 806                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 807 {
 808         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 809         int nid = pgdat->node_id;
 810         unsigned long flags;
 811
 812         if (zone_is_empty(zone))
 813                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 814
 815         clear_zone_contiguous(zone);
 816
 817         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 818         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 819         zone_span_writelock(zone);
 820         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 821         zone_span_writeunlock(zone);
 822         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 823         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 824
 825         /*
 826          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 827          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 828          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 829          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 830          */
 831         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 832
 833         set_zone_contiguous(zone);
 834 }
 835
 836 /*
 837  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 838  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 839  * to the ZONE_NORMAL.
 840  */
 841 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 842                 unsigned long nr_pages)
 843 {
 844         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 845         int zid;
 846
 847         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 848                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 849
 850                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 851                         return zone;
 852         }
 853
 854         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 855 }
 856
 857 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 858                 unsigned long nr_pages)
 859 {
 860         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 861                         nr_pages);
 862         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 863         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 864         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 865
 866         /*
 867          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 868          * overlap in the given range
 869          */
 870         if (in_kernel ^ in_movable)
 871                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 872
 873         /*
 874          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 875          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 876          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 877          */
 878         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 879 }
 880
 881 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 882                 unsigned long nr_pages)
 883 {
 884         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 885                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 886
 887         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 888                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 889
 890         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 895  * for the given online type.
 896  */
 897 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 898                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 899 {
 900         struct zone *zone;
 901
 902         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 903         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 904         return zone;
 905 }
 906
 907 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 908 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 909 {
 910         unsigned long flags;
 911         unsigned long onlined_pages = 0;
 912         struct zone *zone;
 913         int need_zonelists_rebuild = 0;
 914         int nid;
 915         int ret;
 916         struct memory_notify arg;
 917
 918         nid = pfn_to_nid(pfn);
 919         /* associate pfn range with the zone */
 920         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 921
 922         arg.start_pfn = pfn;
 923         arg.nr_pages = nr_pages;
 924         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 925
 926         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 927         ret = notifier_to_errno(ret);
 928         if (ret)
 929                 goto failed_addition;
 930
 931         /*
 932          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 933          * This means the page allocator ignores this zone.
 934          * So, zonelist must be updated after online.
 935          */
 936         if (!populated_zone(zone)) {
 937                 need_zonelists_rebuild = 1;
 938                 setup_zone_pageset(zone);
 939         }
 940
 941         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 942                 online_pages_range);
 943         if (ret) {
 944                 if (need_zonelists_rebuild)
 945                         zone_pcp_reset(zone);
 946                 goto failed_addition;
 947         }
 948
 949         zone->present_pages += onlined_pages;
 950
 951         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 952         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 953         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 954
 955         if (onlined_pages) {
 956                 node_states_set_node(nid, &arg);
 957                 if (need_zonelists_rebuild)
 958                         build_all_zonelists(NULL);
 959                 else
 960                         zone_pcp_update(zone);
 961         }
 962
 963         init_per_zone_wmark_min();
 964
 965         if (onlined_pages) {
 966                 kswapd_run(nid);
 967                 kcompactd_run(nid);
 968         }
 969
 970         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 971
 972         writeback_set_ratelimit();
 973
 974         if (onlined_pages)
 975                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 976         return 0;
 977
 978 failed_addition:
 979         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 980                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 981                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 982         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 983         return ret;
 984 }
 985 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 986
 987 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 988 {
 989         struct zone *z;
 990
 991         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 992                 z->present_pages = 0;
 993
 994         pgdat->node_present_pages = 0;
 995 }
 996
 997 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 998 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 999 {
1000         struct pglist_data *pgdat;
1001         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1002         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1003         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1004
1005         pgdat = NODE_DATA(nid);
1006         if (!pgdat) {
1007                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1008                 if (!pgdat)
1009                         return NULL;
1010
1011                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1012         } else {
1013                 /*
1014                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1015                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1016                  * when it starts in the near future.
1017                  */
1018                 pgdat->nr_zones = 0;
1019                 pgdat->kswapd_order = 0;
1020                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1021         }
1022
1023         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1024
1025         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1026         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1027         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1028
1029         /*
1030          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1031          * to access not-initialized zonelist, build here.
1032          */
1033         build_all_zonelists(pgdat);
1034
1035         /*
1036          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1037          * free_area_init_core(), which will cause
1038          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1039          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1040          */
1041         reset_node_managed_pages(pgdat);
1042
1043         /*
1044          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1045          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1046          * online_pages() and offline_pages().
1047          */
1048         reset_node_present_pages(pgdat);
1049
1050         return pgdat;
1051 }
1052
1053 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1054 {
1055         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1056         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1057         arch_free_nodedata(pgdat);
1058         return;
1059 }
1060
1061
1062 /**
1063  * try_online_node - online a node if offlined
1064  *
1065  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1066  */
1067 int try_online_node(int nid)
1068 {
1069         pg_data_t       *pgdat;
1070         int     ret;
1071
1072         if (node_online(nid))
1073                 return 0;
1074
1075         mem_hotplug_begin();
1076         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1077         if (!pgdat) {
1078                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1079                 ret = -ENOMEM;
1080                 goto out;
1081         }
1082         node_set_online(nid);
1083         ret = register_one_node(nid);
1084         BUG_ON(ret);
1085 out:
1086         mem_hotplug_done();
1087         return ret;
1088 }
1089
1090 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1091 {
1092         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1093         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1094
1095         /* Memory range must be aligned with section */
1096         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1097             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1098                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1099                                 (unsigned long long)start,
1100                                 (unsigned long long)size);
1101                 return -EINVAL;
1102         }
1103
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1108 {
1109         return device_online(&mem->dev);
1110 }
1111
1112 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1113 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1114 {
1115         u64 start, size;
1116         pg_data_t *pgdat = NULL;
1117         bool new_pgdat;
1118         bool new_node;
1119         int ret;
1120
1121         start = res->start;
1122         size = resource_size(res);
1123
1124         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1125         if (ret)
1126                 return ret;
1127
1128         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1129                 void *p = NODE_DATA(nid);
1130                 new_pgdat = !p;
1131         }
1132
1133         mem_hotplug_begin();
1134
1135         /*
1136          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1137          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1138          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1139          * be removed at hot-remove time.
1140          */
1141         memblock_add_node(start, size, nid);
1142
1143         new_node = !node_online(nid);
1144         if (new_node) {
1145                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1146                 ret = -ENOMEM;
1147                 if (!pgdat)
1148                         goto error;
1149         }
1150
1151         /* call arch's memory hotadd */
1152         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1153
1154         if (ret < 0)
1155                 goto error;
1156
1157         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1158         node_set_online(nid);
1159
1160         if (new_node) {
1161                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1162                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1163
1164                 ret = __register_one_node(nid);
1165                 if (ret)
1166                         goto register_fail;
1167
1168                 /*
1169                  * link memory sections under this node. This is already
1170                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1171                  * but that depends to have the node registered so offline
1172                  * nodes have to go through register_node.
1173                  * TODO clean up this mess.
1174                  */
1175                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1176 register_fail:
1177                 /*
1178                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1179                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1180                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1181                  */
1182                 BUG_ON(ret);
1183         }
1184
1185         /* create new memmap entry */
1186         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1187
1188         /* online pages if requested */
1189         if (online)
1190                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1191                                   NULL, online_memory_block);
1192
1193         goto out;
1194
1195 error:
1196         /* rollback pgdat allocation and others */
1197         if (new_pgdat && pgdat)
1198                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1199         memblock_remove(start, size);
1200
1201 out:
1202         mem_hotplug_done();
1203         return ret;
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1206
1207 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1208 {
1209         struct resource *res;
1210         int ret;
1211
1212         res = register_memory_resource(start, size);
1213         if (IS_ERR(res))
1214                 return PTR_ERR(res);
1215
1216         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1217         if (ret < 0)
1218                 release_memory_resource(res);
1219         return ret;
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1222
1223 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1224 /*
1225  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1226  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1227  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1228  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1229  * be located at the start of the pageblock
1230  */
1231 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1232 {
1233         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1234 }
1235
1236 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1237 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1238 {
1239         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1240         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1241
1242         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1243         if (pageblock_free(page)) {
1244                 int order;
1245                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1246                 order = page_order(page);
1247                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1248                         return page + (1 << order);
1249         }
1250
1251         return page + pageblock_nr_pages;
1252 }
1253
1254 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1255 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1256 {
1257         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1258         struct page *end_page = page + nr_pages;
1259
1260         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1261         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1262                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1263                         return false;
1264                 cond_resched();
1265         }
1266
1267         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1268         return true;
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1273  * When true, return its valid [start, end).
1274  */
1275 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1276                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1277 {
1278         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1279         unsigned long start, end;
1280         struct zone *zone = NULL;
1281         struct page *page;
1282         int i;
1283         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1284              pfn < end_pfn;
1285              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1286                 /* Make sure the memory section is present first */
1287                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1288                         continue;
1289                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1290                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1291                         i = 0;
1292                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1293                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1294                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1295                                 i++;
1296                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1297                                 continue;
1298                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1299                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1300                                 return 0;
1301                         if (!zone)
1302                                 start = pfn + i;
1303                         zone = page_zone(page);
1304                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1305                 }
1306         }
1307
1308         if (zone) {
1309                 *valid_start = start;
1310                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1311                 return 1;
1312         } else {
1313                 return 0;
1314         }
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1319  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1320  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1321  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1322  */
1323 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1324 {
1325         unsigned long pfn;
1326         struct page *page;
1327         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1328                 if (pfn_valid(pfn)) {
1329                         page = pfn_to_page(pfn);
1330                         if (PageLRU(page))
1331                                 return pfn;
1332                         if (__PageMovable(page))
1333                                 return pfn;
1334                         if (PageHuge(page)) {
1335                                 if (page_huge_active(page))
1336                                         return pfn;
1337                                 else
1338                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1339                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1340                         }
1341                 }
1342         }
1343         return 0;
1344 }
1345
1346 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1347                 int **result)
1348 {
1349         int nid = page_to_nid(page);
1350         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1351
1352         /*
1353          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1354          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1355          * of the only existing node)
1356          */
1357         node_clear(nid, nmask);
1358         if (nodes_empty(nmask))
1359                 node_set(nid, nmask);
1360
1361         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1362 }
1363
1364 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1365 static int
1366 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1367 {
1368         unsigned long pfn;
1369         struct page *page;
1370         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1371         int not_managed = 0;
1372         int ret = 0;
1373         LIST_HEAD(source);
1374
1375         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1376                 if (!pfn_valid(pfn))
1377                         continue;
1378                 page = pfn_to_page(pfn);
1379
1380                 if (PageHuge(page)) {
1381                         struct page *head = compound_head(page);
1382                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1383                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1384                                 ret = -EBUSY;
1385                                 break;
1386                         }
1387                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1388                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1389                         continue;
1390                 } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1391                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1392                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1393
1394                 if (!get_page_unless_zero(page))
1395                         continue;
1396                 /*
1397                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1398                  * LRU and non-lru movable pages.
1399                  */
1400                 if (PageLRU(page))
1401                         ret = isolate_lru_page(page);
1402                 else
1403                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1404                 if (!ret) { /* Success */
1405                         put_page(page);
1406                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1407                         move_pages--;
1408                         if (!__PageMovable(page))
1409                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1410                                                     page_is_file_cache(page));
1411
1412                 } else {
1413 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1414                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1415                         dump_page(page, "isolation failed");
1416 #endif
1417                         put_page(page);
1418                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1419                            check this again here. */
1420                         if (page_count(page)) {
1421                                 not_managed++;
1422                                 ret = -EBUSY;
1423                                 break;
1424                         }
1425                 }
1426         }
1427         if (!list_empty(&source)) {
1428                 if (not_managed) {
1429                         putback_movable_pages(&source);
1430                         goto out;
1431                 }
1432
1433                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1434                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1435                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1436                 if (ret)
1437                         putback_movable_pages(&source);
1438         }
1439 out:
1440         return ret;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1445  */
1446 static int
1447 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1448                         void *data)
1449 {
1450         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1451         return 0;
1452 }
1453
1454 static void
1455 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1456 {
1457         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1458                                 offline_isolated_pages_cb);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1463  */
1464 static int
1465 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1466                         void *data)
1467 {
1468         int ret;
1469         long offlined = *(long *)data;
1470         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1471         offlined = nr_pages;
1472         if (!ret)
1473                 *(long *)data += offlined;
1474         return ret;
1475 }
1476
1477 static long
1478 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1479 {
1480         long offlined = 0;
1481         int ret;
1482
1483         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1484                         check_pages_isolated_cb);
1485         if (ret < 0)
1486                 offlined = (long)ret;
1487         return offlined;
1488 }
1489
1490 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1491 {
1492 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1493         movable_node_enabled = true;
1494 #else
1495         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1496 #endif
1497         return 0;
1498 }
1499 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1500
1501 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1502 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1503                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1504 {
1505         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1506         unsigned long present_pages = 0;
1507         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1508
1509         /*
1510          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1511          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1512          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1513          *
1514          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1515          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1516          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1517          */
1518         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1519                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1520
1521         /*
1522          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1523          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1524          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1525          * become empty after offline , thus we can determind we will
1526          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1527          */
1528         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1529                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1530         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1531                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1532         else
1533                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1534
1535 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1536         /*
1537          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1538          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1539          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1540          *
1541          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1542          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1543          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1544          */
1545         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1546         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1547                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1548
1549         for (; zt <= zone_last; zt++)
1550                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1551         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1552                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1553         else
1554                 arg->status_change_nid_high = -1;
1555 #else
1556         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1557 #endif
1558
1559         /*
1560          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1561          */
1562         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1563
1564         /*
1565          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1566          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1567          * we can determind we will need to clear the node from
1568          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1569          */
1570         for (; zt <= zone_last; zt++)
1571                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1572         if (nr_pages >= present_pages)
1573                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1574         else
1575                 arg->status_change_nid = -1;
1576 }
1577
1578 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1579 {
1580         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1581                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1582
1583         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1584             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1585                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1586
1587         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1588             (arg->status_change_nid >= 0))
1589                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1590 }
1591
1592 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1593                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1594 {
1595         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1596         long offlined_pages;
1597         int ret, drain, retry_max, node;
1598         unsigned long flags;
1599         unsigned long valid_start, valid_end;
1600         struct zone *zone;
1601         struct memory_notify arg;
1602
1603         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1604         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1605                 return -EINVAL;
1606         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1607                 return -EINVAL;
1608         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1609            we assume this for now. .*/
1610         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1611                 return -EINVAL;
1612
1613         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1614         node = zone_to_nid(zone);
1615         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1616
1617         /* set above range as isolated */
1618         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1619                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1620         if (ret)
1621                 return ret;
1622
1623         arg.start_pfn = start_pfn;
1624         arg.nr_pages = nr_pages;
1625         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1626
1627         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1628         ret = notifier_to_errno(ret);
1629         if (ret)
1630                 goto failed_removal;
1631
1632         pfn = start_pfn;
1633         expire = jiffies + timeout;
1634         drain = 0;
1635         retry_max = 5;
1636 repeat:
1637         /* start memory hot removal */
1638         ret = -EAGAIN;
1639         if (time_after(jiffies, expire))
1640                 goto failed_removal;
1641         ret = -EINTR;
1642         if (signal_pending(current))
1643                 goto failed_removal;
1644         ret = 0;
1645         if (drain) {
1646                 lru_add_drain_all_cpuslocked();
1647                 cond_resched();
1648                 drain_all_pages(zone);
1649         }
1650
1651         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1652         if (pfn) { /* We have movable pages */
1653                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1654                 if (!ret) {
1655                         drain = 1;
1656                         goto repeat;
1657                 } else {
1658                         if (ret < 0)
1659                                 if (--retry_max == 0)
1660                                         goto failed_removal;
1661                         yield();
1662                         drain = 1;
1663                         goto repeat;
1664                 }
1665         }
1666         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1667         lru_add_drain_all_cpuslocked();
1668         yield();
1669         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1670         drain_all_pages(zone);
1671         /*
1672          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1673          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1674          */
1675         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1676         if (ret)
1677                 goto failed_removal;
1678         /* check again */
1679         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1680         if (offlined_pages < 0) {
1681                 ret = -EBUSY;
1682                 goto failed_removal;
1683         }
1684         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1685         /* Ok, all of our target is isolated.
1686            We cannot do rollback at this point. */
1687         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1688         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1689         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1690         /* removal success */
1691         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1692         zone->present_pages -= offlined_pages;
1693
1694         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1695         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1696         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1697
1698         init_per_zone_wmark_min();
1699
1700         if (!populated_zone(zone)) {
1701                 zone_pcp_reset(zone);
1702                 build_all_zonelists(NULL);
1703         } else
1704                 zone_pcp_update(zone);
1705
1706         node_states_clear_node(node, &arg);
1707         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1708                 kswapd_stop(node);
1709                 kcompactd_stop(node);
1710         }
1711
1712         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1713         writeback_set_ratelimit();
1714
1715         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1716         return 0;
1717
1718 failed_removal:
1719         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1720                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1721                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1722         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1723         /* pushback to free area */
1724         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1725         return ret;
1726 }
1727
1728 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1729 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1730 {
1731         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1732 }
1733 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1734
1735 /**
1736  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1737  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1738  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1739  * @arg: argument passed to func
1740  * @func: callback for each memory section walked
1741  *
1742  * This function walks through all present mem sections in range
1743  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1744  *
1745  * Returns the return value of func.
1746  */
1747 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1748                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1749 {
1750         struct memory_block *mem = NULL;
1751         struct mem_section *section;
1752         unsigned long pfn, section_nr;
1753         int ret;
1754
1755         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1756                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1757                 if (!present_section_nr(section_nr))
1758                         continue;
1759
1760                 section = __nr_to_section(section_nr);
1761                 /* same memblock? */
1762                 if (mem)
1763                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1764                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1765                                 continue;
1766
1767                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1768                 if (!mem)
1769                         continue;
1770
1771                 ret = func(mem, arg);
1772                 if (ret) {
1773                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1774                         return ret;
1775                 }
1776         }
1777
1778         if (mem)
1779                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1780
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1785 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1786 {
1787         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1788
1789         if (unlikely(ret)) {
1790                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1791
1792                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1793                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1794                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1795                         &beginpa, &endpa);
1796         }
1797
1798         return ret;
1799 }
1800
1801 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1802 {
1803         int cpu;
1804
1805         for_each_present_cpu(cpu) {
1806                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1807                         /*
1808                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1809                          * offline this node.
1810                          */
1811                         return -EBUSY;
1812         }
1813
1814         return 0;
1815 }
1816
1817 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1818 {
1819 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1820         int cpu;
1821
1822         for_each_possible_cpu(cpu)
1823                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1824                         numa_clear_node(cpu);
1825 #endif
1826 }
1827
1828 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1829 {
1830         int ret;
1831
1832         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1833         if (ret)
1834                 return ret;
1835
1836         /*
1837          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1838          * the cpu_to_node() now.
1839          */
1840
1841         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 /**
1846  * try_offline_node
1847  *
1848  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1849  *
1850  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1851  * and online/offline operations before this call.
1852  */
1853 void try_offline_node(int nid)
1854 {
1855         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1856         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1857         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1858         unsigned long pfn;
1859
1860         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1861                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1862
1863                 if (!present_section_nr(section_nr))
1864                         continue;
1865
1866                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1867                         continue;
1868
1869                 /*
1870                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1871                  * can't offline node now.
1872                  */
1873                 return;
1874         }
1875
1876         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1877                 return;
1878
1879         /*
1880          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1881          * node now.
1882          */
1883         node_set_offline(nid);
1884         unregister_one_node(nid);
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1887
1888 /**
1889  * remove_memory
1890  *
1891  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1892  * and online/offline operations before this call, as required by
1893  * try_offline_node().
1894  */
1895 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1896 {
1897         int ret;
1898
1899         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1900
1901         mem_hotplug_begin();
1902
1903         /*
1904          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1905          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1906          * if this is not the case.
1907          */
1908         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1909                                 check_memblock_offlined_cb);
1910         if (ret)
1911                 BUG();
1912
1913         /* remove memmap entry */
1914         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1915         memblock_free(start, size);
1916         memblock_remove(start, size);
1917
1918         arch_remove_memory(start, size);
1919
1920         try_offline_node(nid);
1921
1922         mem_hotplug_done();
1923 }
1924 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1925 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */