mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43
  44 /*
  45  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  46  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  47  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  48  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  49  */
  50
  51 static void generic_online_page(struct page *page);
  52
  53 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  54 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  55
  56 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  57
  58 void get_online_mems(void)
  59 {
  60         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  61 }
  62
  63 void put_online_mems(void)
  64 {
  65         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  66 }
  67
  68 bool movable_node_enabled = false;
  69
  70 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  71 bool memhp_auto_online;
  72 #else
  73 bool memhp_auto_online = true;
  74 #endif
  75 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  76
  77 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  78 {
  79         if (!strcmp(str, "online"))
  80                 memhp_auto_online = true;
  81         else if (!strcmp(str, "offline"))
  82                 memhp_auto_online = false;
  83
  84         return 1;
  85 }
  86 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  87
  88 void mem_hotplug_begin(void)
  89 {
  90         cpus_read_lock();
  91         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  92 }
  93
  94 void mem_hotplug_done(void)
  95 {
  96         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  97         cpus_read_unlock();
  98 }
  99
 100 /* add this memory to iomem resource */
 101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 102 {
 103         struct resource *res, *conflict;
 104         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 105         if (!res)
 106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 107
 108         res->name = "System RAM";
 109         res->start = start;
 110         res->end = start + size - 1;
 111         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 112         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 113         if (conflict) {
 114                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 115                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 116                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 117                                  (unsigned long long)start);
 118                 }
 119                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 120                 kfree(res);
 121                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 122         }
 123         return res;
 124 }
 125
 126 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 127 {
 128         if (!res)
 129                 return;
 130         release_resource(res);
 131         kfree(res);
 132         return;
 133 }
 134
 135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 137                       unsigned long type)
 138 {
 139         page->freelist = (void *)type;
 140         SetPagePrivate(page);
 141         set_page_private(page, info);
 142         page_ref_inc(page);
 143 }
 144
 145 void put_page_bootmem(struct page *page)
 146 {
 147         unsigned long type;
 148
 149         type = (unsigned long) page->freelist;
 150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 152
 153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 154                 page->freelist = NULL;
 155                 ClearPagePrivate(page);
 156                 set_page_private(page, 0);
 157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 158                 free_reserved_page(page);
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 165 {
 166         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 167         struct mem_section *ms;
 168         struct page *page, *memmap;
 169
 170         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 171         ms = __nr_to_section(section_nr);
 172
 173         /* Get section's memmap address */
 174         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 175
 176         /*
 177          * Get page for the memmap's phys address
 178          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 179          */
 180         page = virt_to_page(memmap);
 181         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 182         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 183
 184         /* remember memmap's page */
 185         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 186                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 187
 188         usemap = ms->pageblock_flags;
 189         page = virt_to_page(usemap);
 190
 191         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 192
 193         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 194                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 195
 196 }
 197 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 198 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 199 {
 200         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 201         struct mem_section *ms;
 202         struct page *page, *memmap;
 203
 204         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 205         ms = __nr_to_section(section_nr);
 206
 207         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 208
 209         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 210
 211         usemap = ms->pageblock_flags;
 212         page = virt_to_page(usemap);
 213
 214         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 215
 216         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 217                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 218 }
 219 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 220
 221 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 222 {
 223         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 224         int node = pgdat->node_id;
 225         struct page *page;
 226
 227         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 228         page = virt_to_page(pgdat);
 229
 230         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 231                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 232
 233         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 234         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 235
 236         /* register section info */
 237         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 238                 /*
 239                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 240                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 241                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 242                  * reside in some other nodes.
 243                  */
 244                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 245                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 246         }
 247 }
 248 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 249
 250 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 251                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 252 {
 253         int ret;
 254
 255         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 256                 return -EEXIST;
 257
 258         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
 259         if (ret < 0)
 260                 return ret;
 261
 262         if (!want_memblock)
 263                 return 0;
 264
 265         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 270  * expected that archs that support memory hotplug will
 271  * call this function after deciding the zone to which to
 272  * add the new pages.
 273  */
 274 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 275                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 276                 bool want_memblock)
 277 {
 278         unsigned long i;
 279         int err = 0;
 280         int start_sec, end_sec;
 281
 282         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 283         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 284         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 285
 286         if (altmap) {
 287                 /*
 288                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 289                  */
 290                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 291                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 292                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 293                         err = -EINVAL;
 294                         goto out;
 295                 }
 296                 altmap->alloc = 0;
 297         }
 298
 299         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 300                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 301                                 want_memblock);
 302
 303                 /*
 304                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 305                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 306                  * Warning will be printed if there is collision.
 307                  */
 308                 if (err && (err != -EEXIST))
 309                         break;
 310                 err = 0;
 311                 cond_resched();
 312         }
 313         vmemmap_populate_print_last();
 314 out:
 315         return err;
 316 }
 317
 318 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 319 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 320 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 321                                      unsigned long start_pfn,
 322                                      unsigned long end_pfn)
 323 {
 324         struct mem_section *ms;
 325
 326         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 327                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 328
 329                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 330                         continue;
 331
 332                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 333                         continue;
 334
 335                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 336                         continue;
 337
 338                 return start_pfn;
 339         }
 340
 341         return 0;
 342 }
 343
 344 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 345 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 346                                     unsigned long start_pfn,
 347                                     unsigned long end_pfn)
 348 {
 349         struct mem_section *ms;
 350         unsigned long pfn;
 351
 352         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 353         pfn = end_pfn - 1;
 354         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 355                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 356
 357                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 358                         continue;
 359
 360                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 361                         continue;
 362
 363                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 364                         continue;
 365
 366                 return pfn;
 367         }
 368
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 373                              unsigned long end_pfn)
 374 {
 375         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 376         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 377         unsigned long zone_end_pfn = z;
 378         unsigned long pfn;
 379         struct mem_section *ms;
 380         int nid = zone_to_nid(zone);
 381
 382         zone_span_writelock(zone);
 383         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 384                 /*
 385                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 386                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 387                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 388                  * for shrinking zone.
 389                  */
 390                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 391                                                 zone_end_pfn);
 392                 if (pfn) {
 393                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 394                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 395                 }
 396         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 397                 /*
 398                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 399                  * shrink zone->spanned_pages.
 400                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 401                  * shrinking zone.
 402                  */
 403                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 404                                                start_pfn);
 405                 if (pfn)
 406                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 407         }
 408
 409         /*
 410          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 411          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 412          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 413          * it check the zone has only hole or not.
 414          */
 415         pfn = zone_start_pfn;
 416         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 417                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 418
 419                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 420                         continue;
 421
 422                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 423                         continue;
 424
 425                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 426                 if (start_pfn == pfn)
 427                         continue;
 428
 429                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 430                 zone_span_writeunlock(zone);
 431                 return;
 432         }
 433
 434         /* The zone has no valid section */
 435         zone->zone_start_pfn = 0;
 436         zone->spanned_pages = 0;
 437         zone_span_writeunlock(zone);
 438 }
 439
 440 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 441                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 442 {
 443         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 444         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 445         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 446         unsigned long pfn;
 447         struct mem_section *ms;
 448         int nid = pgdat->node_id;
 449
 450         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 451                 /*
 452                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 453                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 454                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 455                  * for shrinking zone.
 456                  */
 457                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 458                                                 pgdat_end_pfn);
 459                 if (pfn) {
 460                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 461                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 462                 }
 463         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 464                 /*
 465                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 466                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 467                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 468                  * shrinking zone.
 469                  */
 470                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 471                                                start_pfn);
 472                 if (pfn)
 473                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 474         }
 475
 476         /*
 477          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 478          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 479          * change the pgdat.
 480          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 481          * has only hole or not.
 482          */
 483         pfn = pgdat_start_pfn;
 484         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 485                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 486
 487                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 488                         continue;
 489
 490                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 491                         continue;
 492
 493                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 494                 if (start_pfn == pfn)
 495                         continue;
 496
 497                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 498                 return;
 499         }
 500
 501         /* The pgdat has no valid section */
 502         pgdat->node_start_pfn = 0;
 503         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 504 }
 505
 506 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 507 {
 508         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 509         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 510         unsigned long flags;
 511
 512         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 513         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 514         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 515         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 516 }
 517
 518 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 519                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
 520 {
 521         unsigned long start_pfn;
 522         int scn_nr;
 523         int ret = -EINVAL;
 524
 525         if (!valid_section(ms))
 526                 return ret;
 527
 528         ret = unregister_memory_section(ms);
 529         if (ret)
 530                 return ret;
 531
 532         scn_nr = __section_nr(ms);
 533         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 534         __remove_zone(zone, start_pfn);
 535
 536         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
 537         return 0;
 538 }
 539
 540 /**
 541  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 542  * @zone: zone from which pages need to be removed
 543  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 544  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 545  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 546  *
 547  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 548  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 549  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 550  * calling offline_pages().
 551  */
 552 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 553                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 554 {
 555         unsigned long i;
 556         unsigned long map_offset = 0;
 557         int sections_to_remove, ret = 0;
 558
 559         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 560         if (is_dev_zone(zone)) {
 561                 if (altmap)
 562                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 563         } else {
 564                 resource_size_t start, size;
 565
 566                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 567                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 568
 569                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 570                                         size);
 571                 if (ret) {
 572                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 573
 574                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 575                                         &start, &endres, ret);
 576                 }
 577         }
 578
 579         clear_zone_contiguous(zone);
 580
 581         /*
 582          * We can only remove entire sections
 583          */
 584         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 585         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 586
 587         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 588         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 589                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 590
 591                 cond_resched();
 592                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
 593                                 altmap);
 594                 map_offset = 0;
 595                 if (ret)
 596                         break;
 597         }
 598
 599         set_zone_contiguous(zone);
 600
 601         return ret;
 602 }
 603 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 604
 605 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 606 {
 607         int rc = -EINVAL;
 608
 609         get_online_mems();
 610         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 611
 612         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 613                 online_page_callback = callback;
 614                 rc = 0;
 615         }
 616
 617         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 618         put_online_mems();
 619
 620         return rc;
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 623
 624 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 625 {
 626         int rc = -EINVAL;
 627
 628         get_online_mems();
 629         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 630
 631         if (online_page_callback == callback) {
 632                 online_page_callback = generic_online_page;
 633                 rc = 0;
 634         }
 635
 636         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 637         put_online_mems();
 638
 639         return rc;
 640 }
 641 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 642
 643 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 644 {
 645 }
 646 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 647
 648 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 649 {
 650         adjust_managed_page_count(page, 1);
 651 }
 652 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 653
 654 void __online_page_free(struct page *page)
 655 {
 656         __free_reserved_page(page);
 657 }
 658 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 659
 660 static void generic_online_page(struct page *page)
 661 {
 662         __online_page_set_limits(page);
 663         __online_page_increment_counters(page);
 664         __online_page_free(page);
 665 }
 666
 667 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 668                         void *arg)
 669 {
 670         unsigned long i;
 671         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 672         struct page *page;
 673
 674         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 675                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 676                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 677                         (*online_page_callback)(page);
 678                         onlined_pages++;
 679                 }
 680
 681         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 682
 683         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 684         return 0;
 685 }
 686
 687 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 688 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 689         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 690 {
 691         int nid = zone_to_nid(zone);
 692         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 693
 694         /*
 695          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 696          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 697          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 698          *
 699          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 700          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 701          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 702          */
 703         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 704                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 705
 706         /*
 707          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 708          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 709          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 710          * the memory is online.
 711          */
 712         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 713                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 714         else
 715                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 716
 717 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 718         /*
 719          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 720          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 721          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 722          *
 723          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 724          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 725          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 726          */
 727         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 728         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 729                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 730
 731         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 732                 arg->status_change_nid_high = nid;
 733         else
 734                 arg->status_change_nid_high = -1;
 735 #else
 736         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 737 #endif
 738
 739         /*
 740          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 741          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 742          * is online.
 743          */
 744         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 745                 arg->status_change_nid = nid;
 746         else
 747                 arg->status_change_nid = -1;
 748 }
 749
 750 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 751 {
 752         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 753                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 754
 755         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 756                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 757
 758         node_set_state(node, N_MEMORY);
 759 }
 760
 761 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 762                 unsigned long nr_pages)
 763 {
 764         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 765
 766         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 767                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 768
 769         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 770 }
 771
 772 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 773                                      unsigned long nr_pages)
 774 {
 775         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 776
 777         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 778                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 779
 780         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 781 }
 782
 783 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 784                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 785 {
 786         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 787         int nid = pgdat->node_id;
 788         unsigned long flags;
 789
 790         if (zone_is_empty(zone))
 791                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 792
 793         clear_zone_contiguous(zone);
 794
 795         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 796         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 797         zone_span_writelock(zone);
 798         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 799         zone_span_writeunlock(zone);
 800         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 801         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 802
 803         /*
 804          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 805          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 806          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 807          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 808          */
 809         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 810                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 811
 812         set_zone_contiguous(zone);
 813 }
 814
 815 /*
 816  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 817  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 818  * to the ZONE_NORMAL.
 819  */
 820 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 821                 unsigned long nr_pages)
 822 {
 823         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 824         int zid;
 825
 826         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 827                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 828
 829                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 830                         return zone;
 831         }
 832
 833         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 834 }
 835
 836 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 837                 unsigned long nr_pages)
 838 {
 839         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 840                         nr_pages);
 841         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 842         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 843         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 844
 845         /*
 846          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 847          * overlap in the given range
 848          */
 849         if (in_kernel ^ in_movable)
 850                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 851
 852         /*
 853          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 854          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 855          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 856          */
 857         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 858 }
 859
 860 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 861                 unsigned long nr_pages)
 862 {
 863         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 864                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 865
 866         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 867                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 868
 869         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 874  * for the given online type.
 875  */
 876 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 877                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 878 {
 879         struct zone *zone;
 880
 881         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 882         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 883         return zone;
 884 }
 885
 886 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
 887 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 888 {
 889         unsigned long flags;
 890         unsigned long onlined_pages = 0;
 891         struct zone *zone;
 892         int need_zonelists_rebuild = 0;
 893         int nid;
 894         int ret;
 895         struct memory_notify arg;
 896         struct memory_block *mem;
 897
 898         /*
 899          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 900          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 901          */
 902         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 903         nid = mem->nid;
 904
 905         /* associate pfn range with the zone */
 906         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 907
 908         arg.start_pfn = pfn;
 909         arg.nr_pages = nr_pages;
 910         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 911
 912         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 913         ret = notifier_to_errno(ret);
 914         if (ret)
 915                 goto failed_addition;
 916
 917         /*
 918          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 919          * This means the page allocator ignores this zone.
 920          * So, zonelist must be updated after online.
 921          */
 922         if (!populated_zone(zone)) {
 923                 need_zonelists_rebuild = 1;
 924                 setup_zone_pageset(zone);
 925         }
 926
 927         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 928                 online_pages_range);
 929         if (ret) {
 930                 if (need_zonelists_rebuild)
 931                         zone_pcp_reset(zone);
 932                 goto failed_addition;
 933         }
 934
 935         zone->present_pages += onlined_pages;
 936
 937         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 938         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 939         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 940
 941         if (onlined_pages) {
 942                 node_states_set_node(nid, &arg);
 943                 if (need_zonelists_rebuild)
 944                         build_all_zonelists(NULL);
 945                 else
 946                         zone_pcp_update(zone);
 947         }
 948
 949         init_per_zone_wmark_min();
 950
 951         if (onlined_pages) {
 952                 kswapd_run(nid);
 953                 kcompactd_run(nid);
 954         }
 955
 956         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 957
 958         writeback_set_ratelimit();
 959
 960         if (onlined_pages)
 961                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 962         return 0;
 963
 964 failed_addition:
 965         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 966                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 967                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 968         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 969         return ret;
 970 }
 971 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 972
 973 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 974 {
 975         struct zone *z;
 976
 977         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 978                 z->present_pages = 0;
 979
 980         pgdat->node_present_pages = 0;
 981 }
 982
 983 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 984 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 985 {
 986         struct pglist_data *pgdat;
 987         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 988
 989         pgdat = NODE_DATA(nid);
 990         if (!pgdat) {
 991                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 992                 if (!pgdat)
 993                         return NULL;
 994
 995                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 996         } else {
 997                 /*
 998                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 999                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1000                  * when it starts in the near future.
1001                  */
1002                 pgdat->nr_zones = 0;
1003                 pgdat->kswapd_order = 0;
1004                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1005         }
1006
1007         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1008
1009         pgdat->node_id = nid;
1010         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
1011
1012         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1013         free_area_init_core_hotplug(nid);
1014         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1015
1016         /*
1017          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1018          * to access not-initialized zonelist, build here.
1019          */
1020         build_all_zonelists(pgdat);
1021
1022         /*
1023          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1024          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1025          * online_pages() and offline_pages().
1026          */
1027         reset_node_managed_pages(pgdat);
1028         reset_node_present_pages(pgdat);
1029
1030         return pgdat;
1031 }
1032
1033 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1034 {
1035         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1036
1037         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1038         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1039         arch_free_nodedata(pgdat);
1040         return;
1041 }
1042
1043
1044 /**
1045  * try_online_node - online a node if offlined
1046  * @nid: the node ID
1047  * @start: start addr of the node
1048  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1049  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1050  *
1051  * Returns:
1052  * 1 -> a new node has been allocated
1053  * 0 -> the node is already online
1054  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1055  */
1056 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1057 {
1058         pg_data_t *pgdat;
1059         int ret = 1;
1060
1061         if (node_online(nid))
1062                 return 0;
1063
1064         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1065         if (!pgdat) {
1066                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1067                 ret = -ENOMEM;
1068                 goto out;
1069         }
1070
1071         if (set_node_online) {
1072                 node_set_online(nid);
1073                 ret = register_one_node(nid);
1074                 BUG_ON(ret);
1075         }
1076 out:
1077         return ret;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Users of this function always want to online/register the node
1082  */
1083 int try_online_node(int nid)
1084 {
1085         int ret;
1086
1087         mem_hotplug_begin();
1088         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1089         mem_hotplug_done();
1090         return ret;
1091 }
1092
1093 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1094 {
1095         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1096         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1097         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1098         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1099
1100         /* memory range must be block size aligned */
1101         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1102             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1103                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1104                        block_sz, start, size);
1105                 return -EINVAL;
1106         }
1107
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1112 {
1113         return device_online(&mem->dev);
1114 }
1115
1116 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1117 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1118 {
1119         u64 start, size;
1120         bool new_node = false;
1121         int ret;
1122
1123         start = res->start;
1124         size = resource_size(res);
1125
1126         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1127         if (ret)
1128                 return ret;
1129
1130         mem_hotplug_begin();
1131
1132         /*
1133          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1134          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1135          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1136          * be removed at hot-remove time.
1137          */
1138         memblock_add_node(start, size, nid);
1139
1140         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1141         if (ret < 0)
1142                 goto error;
1143         new_node = ret;
1144
1145         /* call arch's memory hotadd */
1146         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1147         if (ret < 0)
1148                 goto error;
1149
1150         if (new_node) {
1151                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1152                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1153                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1154                  * We online node here. We can't roll back from here.
1155                  */
1156                 node_set_online(nid);
1157                 ret = __register_one_node(nid);
1158                 BUG_ON(ret);
1159         }
1160
1161         /* link memory sections under this node.*/
1162         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1163         BUG_ON(ret);
1164
1165         /* create new memmap entry */
1166         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1167
1168         /* online pages if requested */
1169         if (online)
1170                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1171                                   NULL, online_memory_block);
1172
1173         goto out;
1174
1175 error:
1176         /* rollback pgdat allocation and others */
1177         if (new_node)
1178                 rollback_node_hotadd(nid);
1179         memblock_remove(start, size);
1180
1181 out:
1182         mem_hotplug_done();
1183         return ret;
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1186
1187 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1188 {
1189         struct resource *res;
1190         int ret;
1191
1192         res = register_memory_resource(start, size);
1193         if (IS_ERR(res))
1194                 return PTR_ERR(res);
1195
1196         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1197         if (ret < 0)
1198                 release_memory_resource(res);
1199         return ret;
1200 }
1201 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1202
1203 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1204 /*
1205  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1206  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1207  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1208  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1209  * be located at the start of the pageblock
1210  */
1211 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1212 {
1213         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1214 }
1215
1216 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1217 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1218 {
1219         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1220         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1221
1222         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1223         if (pageblock_free(page)) {
1224                 int order;
1225                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1226                 order = page_order(page);
1227                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1228                         return page + (1 << order);
1229         }
1230
1231         return page + pageblock_nr_pages;
1232 }
1233
1234 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1235 {
1236         struct zone *zone;
1237         unsigned long pfn;
1238
1239         /*
1240          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1241          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1242          * the zone but still within the section.
1243          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1244          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1245          */
1246         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1247                 return false;
1248
1249         zone = page_zone(page);
1250         pfn = page_to_pfn(page);
1251         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1252                 return false;
1253
1254         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1255 }
1256
1257 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1258 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1259 {
1260         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1261         struct page *end_page = page + nr_pages;
1262
1263         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1264         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1265                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1266                         return false;
1267                 cond_resched();
1268         }
1269
1270         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1271         return true;
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1276  * When true, return its valid [start, end).
1277  */
1278 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1279                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1280 {
1281         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1282         unsigned long start, end;
1283         struct zone *zone = NULL;
1284         struct page *page;
1285         int i;
1286         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1287              pfn < end_pfn;
1288              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1289                 /* Make sure the memory section is present first */
1290                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1291                         continue;
1292                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1293                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1294                         i = 0;
1295                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1296                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1297                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1298                                 i++;
1299                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1300                                 continue;
1301                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1302                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1303                                 return 0;
1304                         if (!zone)
1305                                 start = pfn + i;
1306                         zone = page_zone(page);
1307                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1308                 }
1309         }
1310
1311         if (zone) {
1312                 *valid_start = start;
1313                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1314                 return 1;
1315         } else {
1316                 return 0;
1317         }
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1322  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1323  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1324  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1325  */
1326 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1327 {
1328         unsigned long pfn;
1329
1330         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1331                 struct page *page, *head;
1332                 unsigned long skip;
1333
1334                 if (!pfn_valid(pfn))
1335                         continue;
1336                 page = pfn_to_page(pfn);
1337                 if (PageLRU(page))
1338                         return pfn;
1339                 if (__PageMovable(page))
1340                         return pfn;
1341
1342                 if (!PageHuge(page))
1343                         continue;
1344                 head = compound_head(page);
1345                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1346                     page_huge_active(head))
1347                         return pfn;
1348                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1349                 pfn += skip - 1;
1350         }
1351         return 0;
1352 }
1353
1354 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1355 {
1356         int nid = page_to_nid(page);
1357         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1358
1359         /*
1360          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1361          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1362          * of the only existing node)
1363          */
1364         node_clear(nid, nmask);
1365         if (nodes_empty(nmask))
1366                 node_set(nid, nmask);
1367
1368         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1369 }
1370
1371 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1372 static int
1373 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1374 {
1375         unsigned long pfn;
1376         struct page *page;
1377         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1378         int not_managed = 0;
1379         int ret = 0;
1380         LIST_HEAD(source);
1381
1382         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1383                 if (!pfn_valid(pfn))
1384                         continue;
1385                 page = pfn_to_page(pfn);
1386
1387                 if (PageHuge(page)) {
1388                         struct page *head = compound_head(page);
1389                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1390                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1391                                 ret = -EBUSY;
1392                                 break;
1393                         }
1394                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1395                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1396                         continue;
1397                 } else if (PageTransHuge(page))
1398                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1399                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1400
1401                 /*
1402                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1403                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1404                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1405                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1406                  * the unmap as the catch all safety net).
1407                  */
1408                 if (PageHWPoison(page)) {
1409                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1410                                 isolate_lru_page(page);
1411                         if (page_mapped(page))
1412                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1413                         continue;
1414                 }
1415
1416                 if (!get_page_unless_zero(page))
1417                         continue;
1418                 /*
1419                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1420                  * LRU and non-lru movable pages.
1421                  */
1422                 if (PageLRU(page))
1423                         ret = isolate_lru_page(page);
1424                 else
1425                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1426                 if (!ret) { /* Success */
1427                         put_page(page);
1428                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1429                         move_pages--;
1430                         if (!__PageMovable(page))
1431                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1432                                                     page_is_file_cache(page));
1433
1434                 } else {
1435 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1436                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1437                         dump_page(page, "isolation failed");
1438 #endif
1439                         put_page(page);
1440                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1441                            check this again here. */
1442                         if (page_count(page)) {
1443                                 not_managed++;
1444                                 ret = -EBUSY;
1445                                 break;
1446                         }
1447                 }
1448         }
1449         if (!list_empty(&source)) {
1450                 if (not_managed) {
1451                         putback_movable_pages(&source);
1452                         goto out;
1453                 }
1454
1455                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1456                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1457                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1458                 if (ret)
1459                         putback_movable_pages(&source);
1460         }
1461 out:
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1467  */
1468 static int
1469 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1470                         void *data)
1471 {
1472         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 static void
1477 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1478 {
1479         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1480                                 offline_isolated_pages_cb);
1481 }
1482
1483 /*
1484  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1485  */
1486 static int
1487 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1488                         void *data)
1489 {
1490         int ret;
1491         long offlined = *(long *)data;
1492         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1493         offlined = nr_pages;
1494         if (!ret)
1495                 *(long *)data += offlined;
1496         return ret;
1497 }
1498
1499 static long
1500 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1501 {
1502         long offlined = 0;
1503         int ret;
1504
1505         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1506                         check_pages_isolated_cb);
1507         if (ret < 0)
1508                 offlined = (long)ret;
1509         return offlined;
1510 }
1511
1512 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1513 {
1514 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1515         movable_node_enabled = true;
1516 #else
1517         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1518 #endif
1519         return 0;
1520 }
1521 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1522
1523 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1524 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1525                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1526 {
1527         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1528         unsigned long present_pages = 0;
1529         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1530
1531         /*
1532          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1533          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1534          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1535          *
1536          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1537          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1538          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1539          */
1540         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1541                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1542
1543         /*
1544          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1545          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1546          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1547          * become empty after offline , thus we can determind we will
1548          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1549          */
1550         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1551                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1552         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1553                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1554         else
1555                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1556
1557 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1558         /*
1559          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1560          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1561          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1562          *
1563          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1564          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1565          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1566          */
1567         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1568         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1569                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1570
1571         for (; zt <= zone_last; zt++)
1572                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1573         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1574                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1575         else
1576                 arg->status_change_nid_high = -1;
1577 #else
1578         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1579 #endif
1580
1581         /*
1582          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1583          */
1584         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1585
1586         /*
1587          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1588          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1589          * we can determind we will need to clear the node from
1590          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1591          */
1592         for (; zt <= zone_last; zt++)
1593                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1594         if (nr_pages >= present_pages)
1595                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1596         else
1597                 arg->status_change_nid = -1;
1598 }
1599
1600 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1601 {
1602         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1603                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1604
1605         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1606             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1607                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1608
1609         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1610             (arg->status_change_nid >= 0))
1611                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1612 }
1613
1614 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1615                   unsigned long end_pfn)
1616 {
1617         unsigned long pfn, nr_pages;
1618         long offlined_pages;
1619         int ret, node;
1620         unsigned long flags;
1621         unsigned long valid_start, valid_end;
1622         struct zone *zone;
1623         struct memory_notify arg;
1624
1625         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1626         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1627                 return -EINVAL;
1628         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1629                 return -EINVAL;
1630         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1631            we assume this for now. .*/
1632         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1633                 return -EINVAL;
1634
1635         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1636         node = zone_to_nid(zone);
1637         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1638
1639         /* set above range as isolated */
1640         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1641                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1642         if (ret)
1643                 return ret;
1644
1645         arg.start_pfn = start_pfn;
1646         arg.nr_pages = nr_pages;
1647         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1648
1649         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1650         ret = notifier_to_errno(ret);
1651         if (ret)
1652                 goto failed_removal;
1653
1654         pfn = start_pfn;
1655 repeat:
1656         /* start memory hot removal */
1657         ret = -EINTR;
1658         if (signal_pending(current))
1659                 goto failed_removal;
1660
1661         cond_resched();
1662         lru_add_drain_all();
1663         drain_all_pages(zone);
1664
1665         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1666         if (pfn) { /* We have movable pages */
1667                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1668                 goto repeat;
1669         }
1670
1671         /*
1672          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1673          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1674          */
1675         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1676         if (ret)
1677                 goto failed_removal;
1678         /* check again */
1679         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1680         if (offlined_pages < 0)
1681                 goto repeat;
1682         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1683         /* Ok, all of our target is isolated.
1684            We cannot do rollback at this point. */
1685         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1686         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1687         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1688         /* removal success */
1689         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1690         zone->present_pages -= offlined_pages;
1691
1692         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1693         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1694         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1695
1696         init_per_zone_wmark_min();
1697
1698         if (!populated_zone(zone)) {
1699                 zone_pcp_reset(zone);
1700                 build_all_zonelists(NULL);
1701         } else
1702                 zone_pcp_update(zone);
1703
1704         node_states_clear_node(node, &arg);
1705         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1706                 kswapd_stop(node);
1707                 kcompactd_stop(node);
1708         }
1709
1710         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1711         writeback_set_ratelimit();
1712
1713         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1714         return 0;
1715
1716 failed_removal:
1717         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1718                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1719                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1720         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1721         /* pushback to free area */
1722         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1723         return ret;
1724 }
1725
1726 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1727 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1728 {
1729         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1730 }
1731 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1732
1733 /**
1734  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1735  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1736  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1737  * @arg: argument passed to func
1738  * @func: callback for each memory section walked
1739  *
1740  * This function walks through all present mem sections in range
1741  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1742  *
1743  * Returns the return value of func.
1744  */
1745 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1746                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1747 {
1748         struct memory_block *mem = NULL;
1749         struct mem_section *section;
1750         unsigned long pfn, section_nr;
1751         int ret;
1752
1753         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1754                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1755                 if (!present_section_nr(section_nr))
1756                         continue;
1757
1758                 section = __nr_to_section(section_nr);
1759                 /* same memblock? */
1760                 if (mem)
1761                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1762                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1763                                 continue;
1764
1765                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1766                 if (!mem)
1767                         continue;
1768
1769                 ret = func(mem, arg);
1770                 if (ret) {
1771                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1772                         return ret;
1773                 }
1774         }
1775
1776         if (mem)
1777                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1778
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1783 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1784 {
1785         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1786
1787         if (unlikely(ret)) {
1788                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1789
1790                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1791                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1792                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1793                         &beginpa, &endpa);
1794         }
1795
1796         return ret;
1797 }
1798
1799 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1800 {
1801         int cpu;
1802
1803         for_each_present_cpu(cpu) {
1804                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1805                         /*
1806                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1807                          * offline this node.
1808                          */
1809                         return -EBUSY;
1810         }
1811
1812         return 0;
1813 }
1814
1815 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1816 {
1817 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1818         int cpu;
1819
1820         for_each_possible_cpu(cpu)
1821                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1822                         numa_clear_node(cpu);
1823 #endif
1824 }
1825
1826 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1827 {
1828         int ret;
1829
1830         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1831         if (ret)
1832                 return ret;
1833
1834         /*
1835          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1836          * the cpu_to_node() now.
1837          */
1838
1839         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 /**
1844  * try_offline_node
1845  * @nid: the node ID
1846  *
1847  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1848  *
1849  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1850  * and online/offline operations before this call.
1851  */
1852 void try_offline_node(int nid)
1853 {
1854         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1855         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1856         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1857         unsigned long pfn;
1858
1859         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1860                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1861
1862                 if (!present_section_nr(section_nr))
1863                         continue;
1864
1865                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1866                         continue;
1867
1868                 /*
1869                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1870                  * can't offline node now.
1871                  */
1872                 return;
1873         }
1874
1875         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1876                 return;
1877
1878         /*
1879          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1880          * node now.
1881          */
1882         node_set_offline(nid);
1883         unregister_one_node(nid);
1884 }
1885 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1886
1887 /**
1888  * remove_memory
1889  * @nid: the node ID
1890  * @start: physical address of the region to remove
1891  * @size: size of the region to remove
1892  *
1893  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1894  * and online/offline operations before this call, as required by
1895  * try_offline_node().
1896  */
1897 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1898 {
1899         int ret;
1900
1901         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1902
1903         mem_hotplug_begin();
1904
1905         /*
1906          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1907          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1908          * if this is not the case.
1909          */
1910         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1911                                 check_memblock_offlined_cb);
1912         if (ret)
1913                 BUG();
1914
1915         /* remove memmap entry */
1916         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1917         memblock_free(start, size);
1918         memblock_remove(start, size);
1919
1920         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1921
1922         try_offline_node(nid);
1923
1924         mem_hotplug_done();
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1927 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */