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