mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static 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 int memhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
  71 #else
  72 int memhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
  73 #endif
  74
  75 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  76 {
  77         const int online_type = memhp_online_type_from_str(str);
  78
  79         if (online_type >= 0)
  80                 memhp_default_online_type = online_type;
  81
  82         return 1;
  83 }
  84 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  85
  86 void mem_hotplug_begin(void)
  87 {
  88         cpus_read_lock();
  89         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  90 }
  91
  92 void mem_hotplug_done(void)
  93 {
  94         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  95         cpus_read_unlock();
  96 }
  97
  98 u64 max_mem_size = U64_MAX;
  99
 100 /* add this memory to iomem resource */
 101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
 102                                                  const char *resource_name)
 103 {
 104         struct resource *res;
 105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 106
 107         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
 108                 flags |= IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED;
 109
 110         /*
 111          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
 112          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
 113          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
 114          * details.
 115          */
 116         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
 117                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 118
 119         /*
 120          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 121          * a child of an existing resource that was present but
 122          * not marked as busy.
 123          */
 124         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 125                                resource_name, flags);
 126
 127         if (!res) {
 128                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 129                                 start, start + size);
 130                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 131         }
 132         return res;
 133 }
 134
 135 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 136 {
 137         if (!res)
 138                 return;
 139         release_resource(res);
 140         kfree(res);
 141 }
 142
 143 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 144 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 145                       unsigned long type)
 146 {
 147         page->freelist = (void *)type;
 148         SetPagePrivate(page);
 149         set_page_private(page, info);
 150         page_ref_inc(page);
 151 }
 152
 153 void put_page_bootmem(struct page *page)
 154 {
 155         unsigned long type;
 156
 157         type = (unsigned long) page->freelist;
 158         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 159                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 160
 161         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 162                 page->freelist = NULL;
 163                 ClearPagePrivate(page);
 164                 set_page_private(page, 0);
 165                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 166                 free_reserved_page(page);
 167         }
 168 }
 169
 170 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 171 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 172 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 173 {
 174         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 175         struct mem_section *ms;
 176         struct page *page, *memmap;
 177         struct mem_section_usage *usage;
 178
 179         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 180         ms = __nr_to_section(section_nr);
 181
 182         /* Get section's memmap address */
 183         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 184
 185         /*
 186          * Get page for the memmap's phys address
 187          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 188          */
 189         page = virt_to_page(memmap);
 190         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 191         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 192
 193         /* remember memmap's page */
 194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 195                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 196
 197         usage = ms->usage;
 198         page = virt_to_page(usage);
 199
 200         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 201
 202         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 203                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 204
 205 }
 206 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 207 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 208 {
 209         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 210         struct mem_section *ms;
 211         struct page *page, *memmap;
 212         struct mem_section_usage *usage;
 213
 214         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 215         ms = __nr_to_section(section_nr);
 216
 217         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 218
 219         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 220
 221         usage = ms->usage;
 222         page = virt_to_page(usage);
 223
 224         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 225
 226         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 227                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 228 }
 229 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 230
 231 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 232 {
 233         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 234         int node = pgdat->node_id;
 235         struct page *page;
 236
 237         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 238         page = virt_to_page(pgdat);
 239
 240         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 241                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 242
 243         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 244         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 245
 246         /* register section info */
 247         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 248                 /*
 249                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 250                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 251                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 252                  * reside in some other nodes.
 253                  */
 254                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 255                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 256         }
 257 }
 258 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 259
 260 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 261                 const char *reason)
 262 {
 263         /*
 264          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 265          * allow operations smaller than a section for
 266          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 267          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 268          * memory that will be marked online, so this check should only
 269          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 270          * add_memory_resource().
 271          */
 272         unsigned long min_align;
 273
 274         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 275                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 276         else
 277                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 278         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 279                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 280                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 281                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 282                 return -EINVAL;
 283         }
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
 288                                             unsigned long nr_pages)
 289 {
 290         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
 291
 292         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
 293                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
 294                 WARN(1,
 295                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
 296                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
 297                 return -E2BIG;
 298         }
 299
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 305  * expected that archs that support memory hotplug will
 306  * call this function after deciding the zone to which to
 307  * add the new pages.
 308  */
 309 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 310                 struct mhp_params *params)
 311 {
 312         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
 313         unsigned long cur_nr_pages;
 314         int err;
 315         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
 316
 317         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
 318                 return -EINVAL;
 319
 320         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
 321         if (err)
 322                 return err;
 323
 324         if (altmap) {
 325                 /*
 326                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 327                  */
 328                 if (altmap->base_pfn != pfn
 329                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 330                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 331                         return -EINVAL;
 332                 }
 333                 altmap->alloc = 0;
 334         }
 335
 336         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 337         if (err)
 338                 return err;
 339
 340         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
 341                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
 342                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
 343                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
 344                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
 345                 if (err)
 346                         break;
 347                 cond_resched();
 348         }
 349         vmemmap_populate_print_last();
 350         return err;
 351 }
 352
 353 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 354 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 355                                      unsigned long start_pfn,
 356                                      unsigned long end_pfn)
 357 {
 358         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 359                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 360                         continue;
 361
 362                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 363                         continue;
 364
 365                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 366                         continue;
 367
 368                 return start_pfn;
 369         }
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 375 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 376                                     unsigned long start_pfn,
 377                                     unsigned long end_pfn)
 378 {
 379         unsigned long pfn;
 380
 381         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 382         pfn = end_pfn - 1;
 383         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 384                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 385                         continue;
 386
 387                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 388                         continue;
 389
 390                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 391                         continue;
 392
 393                 return pfn;
 394         }
 395
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 400                              unsigned long end_pfn)
 401 {
 402         unsigned long pfn;
 403         int nid = zone_to_nid(zone);
 404
 405         zone_span_writelock(zone);
 406         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
 407                 /*
 408                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 409                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 410                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 411                  * for shrinking zone.
 412                  */
 413                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 414                                                 zone_end_pfn(zone));
 415                 if (pfn) {
 416                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
 417                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 418                 } else {
 419                         zone->zone_start_pfn = 0;
 420                         zone->spanned_pages = 0;
 421                 }
 422         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
 423                 /*
 424                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 425                  * shrink zone->spanned_pages.
 426                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 427                  * shrinking zone.
 428                  */
 429                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
 430                                                start_pfn);
 431                 if (pfn)
 432                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
 433                 else {
 434                         zone->zone_start_pfn = 0;
 435                         zone->spanned_pages = 0;
 436                 }
 437         }
 438         zone_span_writeunlock(zone);
 439 }
 440
 441 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 442 {
 443         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 444         struct zone *zone;
 445
 446         for (zone = pgdat->node_zones;
 447              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 448                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 449                                              zone->spanned_pages;
 450
 451                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 452                 if (!zone->spanned_pages)
 453                         continue;
 454                 if (!node_end_pfn) {
 455                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 456                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 457                         continue;
 458                 }
 459
 460                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 461                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 462                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 463                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 464         }
 465
 466         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 467         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 468 }
 469
 470 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
 471                                       unsigned long start_pfn,
 472                                       unsigned long nr_pages)
 473 {
 474         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 475         unsigned long flags;
 476
 477         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
 478         page_init_poison(pfn_to_page(start_pfn), sizeof(struct page) * nr_pages);
 479
 480 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 481         /*
 482          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 483          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 484          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 485          */
 486         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 487                 return;
 488 #endif
 489
 490         clear_zone_contiguous(zone);
 491
 492         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 493         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 494         update_pgdat_span(pgdat);
 495         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 496
 497         set_zone_contiguous(zone);
 498 }
 499
 500 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 501                              unsigned long map_offset,
 502                              struct vmem_altmap *altmap)
 503 {
 504         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
 505
 506         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 507                 return;
 508
 509         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 510 }
 511
 512 /**
 513  * __remove_pages() - remove sections of pages
 514  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 515  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 516  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 517  *
 518  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 519  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 520  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 521  * calling offline_pages().
 522  */
 523 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 524                     struct vmem_altmap *altmap)
 525 {
 526         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
 527         unsigned long cur_nr_pages;
 528         unsigned long map_offset = 0;
 529
 530         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 531
 532         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 533                 return;
 534
 535         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
 536                 cond_resched();
 537                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
 538                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
 539                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
 540                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
 541                 map_offset = 0;
 542         }
 543 }
 544
 545 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 546 {
 547         int rc = -EINVAL;
 548
 549         get_online_mems();
 550         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 551
 552         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 553                 online_page_callback = callback;
 554                 rc = 0;
 555         }
 556
 557         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 558         put_online_mems();
 559
 560         return rc;
 561 }
 562 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 563
 564 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 565 {
 566         int rc = -EINVAL;
 567
 568         get_online_mems();
 569         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 570
 571         if (online_page_callback == callback) {
 572                 online_page_callback = generic_online_page;
 573                 rc = 0;
 574         }
 575
 576         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 577         put_online_mems();
 578
 579         return rc;
 580 }
 581 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 582
 583 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 584 {
 585         /*
 586          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
 587          * so we should map it first. This is better than introducing a special
 588          * case in page freeing fast path.
 589          */
 590         if (debug_pagealloc_enabled_static())
 591                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 592         __free_pages_core(page, order);
 593         totalram_pages_add(1UL << order);
 594 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 595         if (PageHighMem(page))
 596                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 597 #endif
 598 }
 599 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
 600
 601 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 602                         void *arg)
 603 {
 604         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 605         unsigned long pfn;
 606         int order;
 607
 608         /*
 609          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
 610          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
 611          * them as being online/belonging to this zone ("present").
 612          */
 613         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
 614                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
 615                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
 616                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
 617                         order = 0;
 618                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
 619         }
 620
 621         /* mark all involved sections as online */
 622         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
 623
 624         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 629 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 630         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 631 {
 632         int nid = zone_to_nid(zone);
 633
 634         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 635         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 636         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 637
 638         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 639                 arg->status_change_nid = nid;
 640         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 641                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 642 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 643         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 644                 arg->status_change_nid_high = nid;
 645 #endif
 646 }
 647
 648 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 649 {
 650         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 651                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 652
 653         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 654                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 655
 656         if (arg->status_change_nid >= 0)
 657                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 658 }
 659
 660 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 661                 unsigned long nr_pages)
 662 {
 663         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 664
 665         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 666                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 667
 668         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 669 }
 670
 671 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 672                                      unsigned long nr_pages)
 673 {
 674         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 675
 676         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 677                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 678
 679         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 680
 681 }
 682 /*
 683  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
 684  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
 685  * call, all affected pages are PG_reserved.
 686  */
 687 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 688                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 689 {
 690         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 691         int nid = pgdat->node_id;
 692         unsigned long flags;
 693
 694         clear_zone_contiguous(zone);
 695
 696         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 697         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 698         zone_span_writelock(zone);
 699         if (zone_is_empty(zone))
 700                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 701         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 702         zone_span_writeunlock(zone);
 703         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 704         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 705
 706         /*
 707          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 708          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 709          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 710          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 711          */
 712         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 713                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 714
 715         set_zone_contiguous(zone);
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 720  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 721  * to the ZONE_NORMAL.
 722  */
 723 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 724                 unsigned long nr_pages)
 725 {
 726         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 727         int zid;
 728
 729         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 730                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 731
 732                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 733                         return zone;
 734         }
 735
 736         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 737 }
 738
 739 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 740                 unsigned long nr_pages)
 741 {
 742         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 743                         nr_pages);
 744         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 745         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 746         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 747
 748         /*
 749          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 750          * overlap in the given range
 751          */
 752         if (in_kernel ^ in_movable)
 753                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 754
 755         /*
 756          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 757          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 758          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 759          */
 760         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 761 }
 762
 763 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 764                 unsigned long nr_pages)
 765 {
 766         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 767                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 768
 769         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 770                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 771
 772         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 773 }
 774
 775 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 776                        int online_type, int nid)
 777 {
 778         unsigned long flags;
 779         unsigned long onlined_pages = 0;
 780         struct zone *zone;
 781         int need_zonelists_rebuild = 0;
 782         int ret;
 783         struct memory_notify arg;
 784
 785         mem_hotplug_begin();
 786
 787         /* associate pfn range with the zone */
 788         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 789         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
 790
 791         arg.start_pfn = pfn;
 792         arg.nr_pages = nr_pages;
 793         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 794
 795         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 796         ret = notifier_to_errno(ret);
 797         if (ret)
 798                 goto failed_addition;
 799
 800         /*
 801          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 802          * This means the page allocator ignores this zone.
 803          * So, zonelist must be updated after online.
 804          */
 805         if (!populated_zone(zone)) {
 806                 need_zonelists_rebuild = 1;
 807                 setup_zone_pageset(zone);
 808         }
 809
 810         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 811                 online_pages_range);
 812         if (ret) {
 813                 /* not a single memory resource was applicable */
 814                 if (need_zonelists_rebuild)
 815                         zone_pcp_reset(zone);
 816                 goto failed_addition;
 817         }
 818
 819         zone->present_pages += onlined_pages;
 820
 821         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 822         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 823         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 824
 825         shuffle_zone(zone);
 826
 827         node_states_set_node(nid, &arg);
 828         if (need_zonelists_rebuild)
 829                 build_all_zonelists(NULL);
 830         else
 831                 zone_pcp_update(zone);
 832
 833         init_per_zone_wmark_min();
 834
 835         kswapd_run(nid);
 836         kcompactd_run(nid);
 837
 838         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 839
 840         writeback_set_ratelimit();
 841
 842         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 843         mem_hotplug_done();
 844         return 0;
 845
 846 failed_addition:
 847         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 848                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 849                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 850         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 851         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
 852         mem_hotplug_done();
 853         return ret;
 854 }
 855 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 856
 857 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 858 {
 859         struct zone *z;
 860
 861         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 862                 z->present_pages = 0;
 863
 864         pgdat->node_present_pages = 0;
 865 }
 866
 867 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 868 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
 869 {
 870         struct pglist_data *pgdat;
 871
 872         pgdat = NODE_DATA(nid);
 873         if (!pgdat) {
 874                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 875                 if (!pgdat)
 876                         return NULL;
 877
 878                 pgdat->per_cpu_nodestats =
 879                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 880                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 881         } else {
 882                 int cpu;
 883                 /*
 884                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
 885                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
 886                  * when it starts in the near future.
 887                  */
 888                 pgdat->nr_zones = 0;
 889                 pgdat->kswapd_order = 0;
 890                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
 891                 for_each_online_cpu(cpu) {
 892                         struct per_cpu_nodestat *p;
 893
 894                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
 895                         memset(p, 0, sizeof(*p));
 896                 }
 897         }
 898
 899         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 900         pgdat->node_id = nid;
 901         pgdat->node_start_pfn = 0;
 902
 903         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 904         free_area_init_core_hotplug(nid);
 905
 906         /*
 907          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 908          * to access not-initialized zonelist, build here.
 909          */
 910         build_all_zonelists(pgdat);
 911
 912         /*
 913          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 914          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 915          * online_pages() and offline_pages().
 916          */
 917         reset_node_managed_pages(pgdat);
 918         reset_node_present_pages(pgdat);
 919
 920         return pgdat;
 921 }
 922
 923 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 924 {
 925         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 926
 927         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 928         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 929         arch_free_nodedata(pgdat);
 930 }
 931
 932
 933 /**
 934  * try_online_node - online a node if offlined
 935  * @nid: the node ID
 936  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 937  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 938  *
 939  * Returns:
 940  * 1 -> a new node has been allocated
 941  * 0 -> the node is already online
 942  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 943  */
 944 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
 945 {
 946         pg_data_t *pgdat;
 947         int ret = 1;
 948
 949         if (node_online(nid))
 950                 return 0;
 951
 952         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
 953         if (!pgdat) {
 954                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 955                 ret = -ENOMEM;
 956                 goto out;
 957         }
 958
 959         if (set_node_online) {
 960                 node_set_online(nid);
 961                 ret = register_one_node(nid);
 962                 BUG_ON(ret);
 963         }
 964 out:
 965         return ret;
 966 }
 967
 968 /*
 969  * Users of this function always want to online/register the node
 970  */
 971 int try_online_node(int nid)
 972 {
 973         int ret;
 974
 975         mem_hotplug_begin();
 976         ret =  __try_online_node(nid, true);
 977         mem_hotplug_done();
 978         return ret;
 979 }
 980
 981 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
 982 {
 983         /* memory range must be block size aligned */
 984         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
 985             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
 986                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
 987                        memory_block_size_bytes(), start, size);
 988                 return -EINVAL;
 989         }
 990
 991         return 0;
 992 }
 993
 994 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
 995 {
 996         mem->online_type = memhp_default_online_type;
 997         return device_online(&mem->dev);
 998 }
 999
1000 /*
1001  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1002  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1003  *
1004  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1005  */
1006 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1007 {
1008         struct mhp_params params = { .pgprot = PAGE_KERNEL };
1009         u64 start, size;
1010         bool new_node = false;
1011         int ret;
1012
1013         start = res->start;
1014         size = resource_size(res);
1015
1016         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1017         if (ret)
1018                 return ret;
1019
1020         if (!node_possible(nid)) {
1021                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1022                 return -EINVAL;
1023         }
1024
1025         mem_hotplug_begin();
1026
1027         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1028                 memblock_add_node(start, size, nid);
1029
1030         ret = __try_online_node(nid, false);
1031         if (ret < 0)
1032                 goto error;
1033         new_node = ret;
1034
1035         /* call arch's memory hotadd */
1036         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1037         if (ret < 0)
1038                 goto error;
1039
1040         /* create memory block devices after memory was added */
1041         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1042         if (ret) {
1043                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1044                 goto error;
1045         }
1046
1047         if (new_node) {
1048                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1049                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1050                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1051                  * We online node here. We can't roll back from here.
1052                  */
1053                 node_set_online(nid);
1054                 ret = __register_one_node(nid);
1055                 BUG_ON(ret);
1056         }
1057
1058         /* link memory sections under this node.*/
1059         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1060         BUG_ON(ret);
1061
1062         /* create new memmap entry */
1063         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1064                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1065
1066         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1067         mem_hotplug_done();
1068
1069         /* online pages if requested */
1070         if (memhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1071                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1072
1073         return ret;
1074 error:
1075         /* rollback pgdat allocation and others */
1076         if (new_node)
1077                 rollback_node_hotadd(nid);
1078         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1079                 memblock_remove(start, size);
1080         mem_hotplug_done();
1081         return ret;
1082 }
1083
1084 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1085 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1086 {
1087         struct resource *res;
1088         int ret;
1089
1090         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1091         if (IS_ERR(res))
1092                 return PTR_ERR(res);
1093
1094         ret = add_memory_resource(nid, res);
1095         if (ret < 0)
1096                 release_memory_resource(res);
1097         return ret;
1098 }
1099
1100 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1101 {
1102         int rc;
1103
1104         lock_device_hotplug();
1105         rc = __add_memory(nid, start, size);
1106         unlock_device_hotplug();
1107
1108         return rc;
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1111
1112 /*
1113  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1114  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1115  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1116  * after a reboot, and after kexec.
1117  *
1118  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1119  * kexec kernel or for placing kexec images:
1120  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1121  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1122  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1123  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1124  *
1125  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1126  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1127  * with IORESOURCE_MEM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1128  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1129  *
1130  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1131  * "System RAM ($DRIVER)".
1132  */
1133 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1134                               const char *resource_name)
1135 {
1136         struct resource *res;
1137         int rc;
1138
1139         if (!resource_name ||
1140             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1141             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1142                 return -EINVAL;
1143
1144         lock_device_hotplug();
1145
1146         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1147         if (IS_ERR(res)) {
1148                 rc = PTR_ERR(res);
1149                 goto out_unlock;
1150         }
1151
1152         rc = add_memory_resource(nid, res);
1153         if (rc < 0)
1154                 release_memory_resource(res);
1155
1156 out_unlock:
1157         unlock_device_hotplug();
1158         return rc;
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1161
1162 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1163 /*
1164  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1165  * memory holes). When true, return the zone.
1166  */
1167 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1168                                   unsigned long end_pfn)
1169 {
1170         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1171         struct zone *zone = NULL;
1172         struct page *page;
1173         int i;
1174         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1175              pfn < end_pfn;
1176              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1177                 /* Make sure the memory section is present first */
1178                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1179                         continue;
1180                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1181                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1182                         i = 0;
1183                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1184                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1185                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1186                                 i++;
1187                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1188                                 continue;
1189                         /* Check if we got outside of the zone */
1190                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1191                                 return NULL;
1192                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1193                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1194                                 return NULL;
1195                         zone = page_zone(page);
1196                 }
1197         }
1198
1199         return zone;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1204  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1205  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1206  * definitely unmovable pages.
1207  *
1208  * Returns:
1209  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1210  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1211  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1212  */
1213 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1214                               unsigned long *movable_pfn)
1215 {
1216         unsigned long pfn;
1217
1218         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1219                 struct page *page, *head;
1220                 unsigned long skip;
1221
1222                 if (!pfn_valid(pfn))
1223                         continue;
1224                 page = pfn_to_page(pfn);
1225                 if (PageLRU(page))
1226                         goto found;
1227                 if (__PageMovable(page))
1228                         goto found;
1229
1230                 /*
1231                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1232                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1233                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1234                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1235                  */
1236                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1237                         return -EBUSY;
1238
1239                 if (!PageHuge(page))
1240                         continue;
1241                 head = compound_head(page);
1242                 if (page_huge_active(head))
1243                         goto found;
1244                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1245                 pfn += skip - 1;
1246         }
1247         return -ENOENT;
1248 found:
1249         *movable_pfn = pfn;
1250         return 0;
1251 }
1252
1253 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1254 {
1255         int nid = page_to_nid(page);
1256         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1257
1258         /*
1259          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1260          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1261          * of the only existing node)
1262          */
1263         node_clear(nid, nmask);
1264         if (nodes_empty(nmask))
1265                 node_set(nid, nmask);
1266
1267         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1268 }
1269
1270 static int
1271 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1272 {
1273         unsigned long pfn;
1274         struct page *page;
1275         int ret = 0;
1276         LIST_HEAD(source);
1277
1278         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1279                 if (!pfn_valid(pfn))
1280                         continue;
1281                 page = pfn_to_page(pfn);
1282
1283                 if (PageHuge(page)) {
1284                         struct page *head = compound_head(page);
1285                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1286                         isolate_huge_page(head, &source);
1287                         continue;
1288                 } else if (PageTransHuge(page))
1289                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1290                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1291
1292                 /*
1293                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1294                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1295                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1296                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1297                  * the unmap as the catch all safety net).
1298                  */
1299                 if (PageHWPoison(page)) {
1300                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1301                                 isolate_lru_page(page);
1302                         if (page_mapped(page))
1303                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1304                         continue;
1305                 }
1306
1307                 if (!get_page_unless_zero(page))
1308                         continue;
1309                 /*
1310                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1311                  * LRU and non-lru movable pages.
1312                  */
1313                 if (PageLRU(page))
1314                         ret = isolate_lru_page(page);
1315                 else
1316                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1317                 if (!ret) { /* Success */
1318                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1319                         if (!__PageMovable(page))
1320                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1321                                                     page_is_file_lru(page));
1322
1323                 } else {
1324                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1325                         dump_page(page, "isolation failed");
1326                 }
1327                 put_page(page);
1328         }
1329         if (!list_empty(&source)) {
1330                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1331                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1332                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1333                 if (ret) {
1334                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1335                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1336                                        page_to_pfn(page), ret);
1337                                 dump_page(page, "migration failure");
1338                         }
1339                         putback_movable_pages(&source);
1340                 }
1341         }
1342
1343         return ret;
1344 }
1345
1346 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1347 static int
1348 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1349                         void *data)
1350 {
1351         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1352
1353         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Check all pages in range, recorded as memory resource, are isolated.
1359  */
1360 static int
1361 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1362                         void *data)
1363 {
1364         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1365                                    MEMORY_OFFLINE);
1366 }
1367
1368 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1369 {
1370         movable_node_enabled = true;
1371         return 0;
1372 }
1373 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1374
1375 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1376 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1377                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1378 {
1379         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1380         unsigned long present_pages = 0;
1381         enum zone_type zt;
1382
1383         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1384         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1385         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1386
1387         /*
1388          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1389          * If the memory to be offline is within the range
1390          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1391          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1392          * thus we can determine that we need to clear the node from
1393          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1394          */
1395         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1396                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1397         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1398                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1399
1400 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1401         /*
1402          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1403          * have normal memory or high memory.
1404          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1405          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1406          * we determine that the zones in that range become empty,
1407          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1408          */
1409         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1410         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1411                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1412 #endif
1413
1414         /*
1415          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1416          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1417          * as well.
1418          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1419          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1420          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1421          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1422          * it for N_MEMORY as well.
1423          */
1424         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1425
1426         if (nr_pages >= present_pages)
1427                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1428 }
1429
1430 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1431 {
1432         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1433                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1434
1435         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1436                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1437
1438         if (arg->status_change_nid >= 0)
1439                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1440 }
1441
1442 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1443                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1444 {
1445         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1446
1447         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1452                   unsigned long end_pfn)
1453 {
1454         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1455         unsigned long offlined_pages = 0;
1456         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1457         unsigned long flags;
1458         struct zone *zone;
1459         struct memory_notify arg;
1460         char *reason;
1461
1462         mem_hotplug_begin();
1463
1464         /*
1465          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1466          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1467          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1468          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1469          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1470          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1471          */
1472         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1473                               count_system_ram_pages_cb);
1474         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1475                 ret = -EINVAL;
1476                 reason = "memory holes";
1477                 goto failed_removal;
1478         }
1479
1480         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1481            we assume this for now. .*/
1482         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1483         if (!zone) {
1484                 ret = -EINVAL;
1485                 reason = "multizone range";
1486                 goto failed_removal;
1487         }
1488         node = zone_to_nid(zone);
1489
1490         /* set above range as isolated */
1491         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1492                                        MIGRATE_MOVABLE,
1493                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1494         if (ret < 0) {
1495                 reason = "failure to isolate range";
1496                 goto failed_removal;
1497         }
1498         nr_isolate_pageblock = ret;
1499
1500         arg.start_pfn = start_pfn;
1501         arg.nr_pages = nr_pages;
1502         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1503
1504         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1505         ret = notifier_to_errno(ret);
1506         if (ret) {
1507                 reason = "notifier failure";
1508                 goto failed_removal_isolated;
1509         }
1510
1511         do {
1512                 pfn = start_pfn;
1513                 do {
1514                         if (signal_pending(current)) {
1515                                 ret = -EINTR;
1516                                 reason = "signal backoff";
1517                                 goto failed_removal_isolated;
1518                         }
1519
1520                         cond_resched();
1521                         lru_add_drain_all();
1522
1523                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1524                         if (!ret) {
1525                                 /*
1526                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1527                                  * out
1528                                  */
1529                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1530                         }
1531                 } while (!ret);
1532
1533                 if (ret != -ENOENT) {
1534                         reason = "unmovable page";
1535                         goto failed_removal_isolated;
1536                 }
1537
1538                 /*
1539                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1540                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1541                  * counting consistent.
1542                  */
1543                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1544                 if (ret) {
1545                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1546                         goto failed_removal_isolated;
1547                 }
1548                 /* check again */
1549                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1550                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1551         } while (ret);
1552
1553         /* Ok, all of our target is isolated.
1554            We cannot do rollback at this point. */
1555         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1556                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1557         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1558         /*
1559          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1560          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1561          * pageblocks zone counter here.
1562          */
1563         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1564         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1565         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1566
1567         /* removal success */
1568         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1569         zone->present_pages -= offlined_pages;
1570
1571         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1572         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1573         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1574
1575         init_per_zone_wmark_min();
1576
1577         if (!populated_zone(zone)) {
1578                 zone_pcp_reset(zone);
1579                 build_all_zonelists(NULL);
1580         } else
1581                 zone_pcp_update(zone);
1582
1583         node_states_clear_node(node, &arg);
1584         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1585                 kswapd_stop(node);
1586                 kcompactd_stop(node);
1587         }
1588
1589         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1590         writeback_set_ratelimit();
1591
1592         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1593         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1594         mem_hotplug_done();
1595         return 0;
1596
1597 failed_removal_isolated:
1598         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1599         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1600 failed_removal:
1601         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1602                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1603                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1604                  reason);
1605         /* pushback to free area */
1606         mem_hotplug_done();
1607         return ret;
1608 }
1609
1610 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1611 {
1612         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1613 }
1614
1615 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1616 {
1617         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1618
1619         if (unlikely(ret)) {
1620                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1621
1622                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1623                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1624                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1625                         &beginpa, &endpa);
1626
1627                 return -EBUSY;
1628         }
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1633 {
1634         int cpu;
1635
1636         for_each_present_cpu(cpu) {
1637                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1638                         /*
1639                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1640                          * offline this node.
1641                          */
1642                         return -EBUSY;
1643         }
1644
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1649 {
1650         int nid = *(int *)arg;
1651
1652         /*
1653          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1654          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1655          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1656          */
1657         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1658 }
1659
1660 /**
1661  * try_offline_node
1662  * @nid: the node ID
1663  *
1664  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1665  *
1666  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1667  * and online/offline operations before this call.
1668  */
1669 void try_offline_node(int nid)
1670 {
1671         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1672         int rc;
1673
1674         /*
1675          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1676          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1677          * e.g., after the memory block was onlined.
1678          */
1679         if (pgdat->node_spanned_pages)
1680                 return;
1681
1682         /*
1683          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1684          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1685          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1686          */
1687         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1688         if (rc)
1689                 return;
1690
1691         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1692                 return;
1693
1694         /*
1695          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1696          * node now.
1697          */
1698         node_set_offline(nid);
1699         unregister_one_node(nid);
1700 }
1701 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1702
1703 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1704                                       resource_size_t size)
1705 {
1706         int ret;
1707
1708         /*
1709          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1710          * this function never fails. It might only fail if resources
1711          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1712          * removing of memory cannot fail.
1713          */
1714         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1715         if (ret) {
1716                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1717
1718                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1719                         &start, &endres, ret);
1720         }
1721 }
1722
1723 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1724 {
1725         int rc = 0;
1726
1727         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1728
1729         /*
1730          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1731          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1732          * if this is not the case.
1733          */
1734         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1735         if (rc)
1736                 goto done;
1737
1738         /* remove memmap entry */
1739         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1740
1741         /*
1742          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1743          * a barrier against racing online attempts.
1744          */
1745         remove_memory_block_devices(start, size);
1746
1747         mem_hotplug_begin();
1748
1749         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1750
1751         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1752                 memblock_free(start, size);
1753                 memblock_remove(start, size);
1754         }
1755
1756         __release_memory_resource(start, size);
1757
1758         try_offline_node(nid);
1759
1760 done:
1761         mem_hotplug_done();
1762         return rc;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * remove_memory
1767  * @nid: the node ID
1768  * @start: physical address of the region to remove
1769  * @size: size of the region to remove
1770  *
1771  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1772  * and online/offline operations before this call, as required by
1773  * try_offline_node().
1774  */
1775 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1776 {
1777
1778         /*
1779          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1780          * function
1781          */
1782         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1783                 BUG();
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1788  * some memory is not offline
1789  */
1790 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1791 {
1792         int rc;
1793
1794         lock_device_hotplug();
1795         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1796         unlock_device_hotplug();
1797
1798         return rc;
1799 }
1800 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1801
1802 /*
1803  * Try to offline and remove a memory block. Might take a long time to
1804  * finish in case memory is still in use. Primarily useful for memory devices
1805  * that logically unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to
1806  * offline + remove the memory block.
1807  */
1808 int offline_and_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1809 {
1810         struct memory_block *mem;
1811         int rc = -EINVAL;
1812
1813         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1814             size != memory_block_size_bytes())
1815                 return rc;
1816
1817         lock_device_hotplug();
1818         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(PFN_DOWN(start)));
1819         if (mem)
1820                 rc = device_offline(&mem->dev);
1821         /* Ignore if the device is already offline. */
1822         if (rc > 0)
1823                 rc = 0;
1824
1825         /*
1826          * In case we succeeded to offline the memory block, remove it.
1827          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
1828          */
1829         if (!rc) {
1830                 rc = try_remove_memory(nid, start, size);
1831                 WARN_ON_ONCE(rc);
1832         }
1833         unlock_device_hotplug();
1834
1835         return rc;
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
1838 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */