]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/memory_hotplug.c
b2dd94fb3aa294d35550baae6be110114fe6c511
[linux.git] / 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 bool memhp_auto_online;
71 #else
72 bool memhp_auto_online = true;
73 #endif
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
75
76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "online"))
79                 memhp_auto_online = true;
80         else if (!strcmp(str, "offline"))
81                 memhp_auto_online = false;
82
83         return 1;
84 }
85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
86
87 void mem_hotplug_begin(void)
88 {
89         cpus_read_lock();
90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
91 }
92
93 void mem_hotplug_done(void)
94 {
95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
96         cpus_read_unlock();
97 }
98
99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106         char *resource_name = "System RAM";
107
108         if (start + size > max_mem_size)
109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
110
111         /*
112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
113          * a child of an existing resource that was present but
114          * not marked as busy.
115          */
116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
117                                resource_name, flags);
118
119         if (!res) {
120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
121                                 start, start + size);
122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
123         }
124         return res;
125 }
126
127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
128 {
129         if (!res)
130                 return;
131         release_resource(res);
132         kfree(res);
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 mapsize, section_nr, i;
167         struct mem_section *ms;
168         struct page *page, *memmap;
169         struct mem_section_usage *usage;
170
171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
172         ms = __nr_to_section(section_nr);
173
174         /* Get section's memmap address */
175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
176
177         /*
178          * Get page for the memmap's phys address
179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
180          */
181         page = virt_to_page(memmap);
182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
184
185         /* remember memmap's page */
186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
188
189         usage = ms->usage;
190         page = virt_to_page(usage);
191
192         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
193
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
196
197 }
198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
200 {
201         unsigned long mapsize, section_nr, i;
202         struct mem_section *ms;
203         struct page *page, *memmap;
204         struct mem_section_usage *usage;
205
206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
207         ms = __nr_to_section(section_nr);
208
209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
210
211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
212
213         usage = ms->usage;
214         page = virt_to_page(usage);
215
216         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
217
218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
220 }
221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
222
223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
224 {
225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
226         int node = pgdat->node_id;
227         struct page *page;
228
229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
230         page = virt_to_page(pgdat);
231
232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
234
235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
237
238         /* register section info */
239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
240                 /*
241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
244                  * reside in some other nodes.
245                  */
246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
248         }
249 }
250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
251
252 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
253                 const char *reason)
254 {
255         /*
256          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
257          * allow operations smaller than a section for
258          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
259          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
260          * memory that will be marked online, so this check should only
261          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
262          * add_memory_resource().
263          */
264         unsigned long min_align;
265
266         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
267                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
268         else
269                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
270         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
271                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
272                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
273                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
274                 return -EINVAL;
275         }
276         return 0;
277 }
278
279 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
280                                             unsigned long nr_pages)
281 {
282         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
283
284         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
285                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
286                 WARN(1,
287                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
288                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
289                 return -E2BIG;
290         }
291
292         return 0;
293 }
294
295 /*
296  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
297  * expected that archs that support memory hotplug will
298  * call this function after deciding the zone to which to
299  * add the new pages.
300  */
301 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
302                 struct mhp_restrictions *restrictions)
303 {
304         int err;
305         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
306         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
307
308         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
309         if (err)
310                 return err;
311
312         if (altmap) {
313                 /*
314                  * Validate altmap is within bounds of the total request
315                  */
316                 if (altmap->base_pfn != pfn
317                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
318                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
319                         return -EINVAL;
320                 }
321                 altmap->alloc = 0;
322         }
323
324         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
325         if (err)
326                 return err;
327
328         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
329         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
330         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
331                 unsigned long pfns;
332
333                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
334                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
335                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
336                 if (err)
337                         break;
338                 pfn += pfns;
339                 nr_pages -= pfns;
340                 cond_resched();
341         }
342         vmemmap_populate_print_last();
343         return err;
344 }
345
346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
348                                      unsigned long start_pfn,
349                                      unsigned long end_pfn)
350 {
351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
359                         continue;
360
361                 return start_pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
369                                     unsigned long start_pfn,
370                                     unsigned long end_pfn)
371 {
372         unsigned long pfn;
373
374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
375         pfn = end_pfn - 1;
376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
378                         continue;
379
380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
381                         continue;
382
383                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
384                         continue;
385
386                 return pfn;
387         }
388
389         return 0;
390 }
391
392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
393                              unsigned long end_pfn)
394 {
395         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
396         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
397         unsigned long zone_end_pfn = z;
398         unsigned long pfn;
399         int nid = zone_to_nid(zone);
400
401         zone_span_writelock(zone);
402         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
403                 /*
404                  * If the section is smallest section in the zone, it need
405                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
406                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
407                  * for shrinking zone.
408                  */
409                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
410                                                 zone_end_pfn);
411                 if (pfn) {
412                         zone->zone_start_pfn = pfn;
413                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
414                 }
415         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
416                 /*
417                  * If the section is biggest section in the zone, it need
418                  * shrink zone->spanned_pages.
419                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
420                  * shrinking zone.
421                  */
422                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
423                                                start_pfn);
424                 if (pfn)
425                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
426         }
427
428         /*
429          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
430          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
431          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
432          * it check the zone has only hole or not.
433          */
434         pfn = zone_start_pfn;
435         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
436                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
437                         continue;
438
439                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
440                         continue;
441
442                 /* Skip range to be removed */
443                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
444                         continue;
445
446                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
447                 zone_span_writeunlock(zone);
448                 return;
449         }
450
451         /* The zone has no valid section */
452         zone->zone_start_pfn = 0;
453         zone->spanned_pages = 0;
454         zone_span_writeunlock(zone);
455 }
456
457 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
458 {
459         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
460         struct zone *zone;
461
462         for (zone = pgdat->node_zones;
463              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
464                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
465                                              zone->spanned_pages;
466
467                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
468                 if (!zone->spanned_pages)
469                         continue;
470                 if (!node_end_pfn) {
471                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
472                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
473                         continue;
474                 }
475
476                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
477                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
478                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
479                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
480         }
481
482         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
483         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
484 }
485
486 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
487                                       unsigned long start_pfn,
488                                       unsigned long nr_pages)
489 {
490         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
491         unsigned long flags;
492
493         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
494         page_init_poison(pfn_to_page(start_pfn), sizeof(struct page) * nr_pages);
495
496 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
497         /*
498          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
499          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
500          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
501          */
502         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
503                 return;
504 #endif
505
506         clear_zone_contiguous(zone);
507
508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
510         update_pgdat_span(pgdat);
511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
512
513         set_zone_contiguous(zone);
514 }
515
516 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
517                              unsigned long map_offset,
518                              struct vmem_altmap *altmap)
519 {
520         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
521
522         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
523                 return;
524
525         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
526 }
527
528 /**
529  * __remove_pages() - remove sections of pages
530  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
531  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
532  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
533  *
534  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
535  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
536  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
537  * calling offline_pages().
538  */
539 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
540                     struct vmem_altmap *altmap)
541 {
542         unsigned long map_offset = 0;
543         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
544
545         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
546
547         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
548                 return;
549
550         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
551         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
552         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
553                 unsigned long pfns;
554
555                 cond_resched();
556                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
557                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
558                 __remove_section(pfn, pfns, map_offset, altmap);
559                 pfn += pfns;
560                 nr_pages -= pfns;
561                 map_offset = 0;
562         }
563 }
564
565 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
566 {
567         int rc = -EINVAL;
568
569         get_online_mems();
570         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
571
572         if (online_page_callback == generic_online_page) {
573                 online_page_callback = callback;
574                 rc = 0;
575         }
576
577         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
578         put_online_mems();
579
580         return rc;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
583
584 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
585 {
586         int rc = -EINVAL;
587
588         get_online_mems();
589         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
590
591         if (online_page_callback == callback) {
592                 online_page_callback = generic_online_page;
593                 rc = 0;
594         }
595
596         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
597         put_online_mems();
598
599         return rc;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
602
603 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
604 {
605         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
606         __free_pages_core(page, order);
607         totalram_pages_add(1UL << order);
608 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
609         if (PageHighMem(page))
610                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
611 #endif
612 }
613 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
614
615 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
616                         void *arg)
617 {
618         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
619         unsigned long pfn;
620         int order;
621
622         /*
623          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
624          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
625          * them as being online/belonging to this zone ("present").
626          */
627         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
628                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
629                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
630                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
631                         order = 0;
632                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
633         }
634
635         /* mark all involved sections as online */
636         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
637
638         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
639         return 0;
640 }
641
642 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
643 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
644         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
645 {
646         int nid = zone_to_nid(zone);
647
648         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
649         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
650         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
651
652         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
653                 arg->status_change_nid = nid;
654         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
655                 arg->status_change_nid_normal = nid;
656 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
657         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
658                 arg->status_change_nid_high = nid;
659 #endif
660 }
661
662 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
663 {
664         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
665                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
666
667         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
668                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
669
670         if (arg->status_change_nid >= 0)
671                 node_set_state(node, N_MEMORY);
672 }
673
674 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
675                 unsigned long nr_pages)
676 {
677         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
678
679         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
680                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
681
682         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
683 }
684
685 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
686                                      unsigned long nr_pages)
687 {
688         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
689
690         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
691                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
692
693         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
694
695 }
696 /*
697  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
698  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
699  * call, all affected pages are PG_reserved.
700  */
701 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
702                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
703 {
704         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
705         int nid = pgdat->node_id;
706         unsigned long flags;
707
708         clear_zone_contiguous(zone);
709
710         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
711         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
712         zone_span_writelock(zone);
713         if (zone_is_empty(zone))
714                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
715         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
716         zone_span_writeunlock(zone);
717         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
718         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
719
720         /*
721          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
722          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
723          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
724          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
725          */
726         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
727                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
728
729         set_zone_contiguous(zone);
730 }
731
732 /*
733  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
734  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
735  * to the ZONE_NORMAL.
736  */
737 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
738                 unsigned long nr_pages)
739 {
740         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
741         int zid;
742
743         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
744                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
745
746                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
747                         return zone;
748         }
749
750         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
751 }
752
753 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
754                 unsigned long nr_pages)
755 {
756         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
757                         nr_pages);
758         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
759         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
760         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
761
762         /*
763          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
764          * overlap in the given range
765          */
766         if (in_kernel ^ in_movable)
767                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
768
769         /*
770          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
771          * given range then we use movable zone only if movable_node is
772          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
773          */
774         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
775 }
776
777 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
778                 unsigned long nr_pages)
779 {
780         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
781                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
782
783         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
784                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
785
786         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
787 }
788
789 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
790                        int online_type, int nid)
791 {
792         unsigned long flags;
793         unsigned long onlined_pages = 0;
794         struct zone *zone;
795         int need_zonelists_rebuild = 0;
796         int ret;
797         struct memory_notify arg;
798
799         mem_hotplug_begin();
800
801         /* associate pfn range with the zone */
802         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
803         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
804
805         arg.start_pfn = pfn;
806         arg.nr_pages = nr_pages;
807         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
808
809         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
810         ret = notifier_to_errno(ret);
811         if (ret)
812                 goto failed_addition;
813
814         /*
815          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
816          * This means the page allocator ignores this zone.
817          * So, zonelist must be updated after online.
818          */
819         if (!populated_zone(zone)) {
820                 need_zonelists_rebuild = 1;
821                 setup_zone_pageset(zone);
822         }
823
824         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
825                 online_pages_range);
826         if (ret) {
827                 /* not a single memory resource was applicable */
828                 if (need_zonelists_rebuild)
829                         zone_pcp_reset(zone);
830                 goto failed_addition;
831         }
832
833         zone->present_pages += onlined_pages;
834
835         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
836         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
837         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
838
839         shuffle_zone(zone);
840
841         node_states_set_node(nid, &arg);
842         if (need_zonelists_rebuild)
843                 build_all_zonelists(NULL);
844         else
845                 zone_pcp_update(zone);
846
847         init_per_zone_wmark_min();
848
849         kswapd_run(nid);
850         kcompactd_run(nid);
851
852         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
853
854         writeback_set_ratelimit();
855
856         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
857         mem_hotplug_done();
858         return 0;
859
860 failed_addition:
861         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
862                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
863                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
864         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
865         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
866         mem_hotplug_done();
867         return ret;
868 }
869 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
870
871 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
872 {
873         struct zone *z;
874
875         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
876                 z->present_pages = 0;
877
878         pgdat->node_present_pages = 0;
879 }
880
881 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
882 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
883 {
884         struct pglist_data *pgdat;
885         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
886
887         pgdat = NODE_DATA(nid);
888         if (!pgdat) {
889                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
890                 if (!pgdat)
891                         return NULL;
892
893                 pgdat->per_cpu_nodestats =
894                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
895                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
896         } else {
897                 int cpu;
898                 /*
899                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
900                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
901                  * when it starts in the near future.
902                  */
903                 pgdat->nr_zones = 0;
904                 pgdat->kswapd_order = 0;
905                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
906                 for_each_online_cpu(cpu) {
907                         struct per_cpu_nodestat *p;
908
909                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
910                         memset(p, 0, sizeof(*p));
911                 }
912         }
913
914         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
915
916         pgdat->node_id = nid;
917         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
918
919         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
920         free_area_init_core_hotplug(nid);
921
922         /*
923          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
924          * to access not-initialized zonelist, build here.
925          */
926         build_all_zonelists(pgdat);
927
928         /*
929          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
930          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
931          * online_pages() and offline_pages().
932          */
933         reset_node_managed_pages(pgdat);
934         reset_node_present_pages(pgdat);
935
936         return pgdat;
937 }
938
939 static void rollback_node_hotadd(int nid)
940 {
941         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
942
943         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
944         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
945         arch_free_nodedata(pgdat);
946 }
947
948
949 /**
950  * try_online_node - online a node if offlined
951  * @nid: the node ID
952  * @start: start addr of the node
953  * @set_node_online: Whether we want to online the node
954  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
955  *
956  * Returns:
957  * 1 -> a new node has been allocated
958  * 0 -> the node is already online
959  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
960  */
961 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
962 {
963         pg_data_t *pgdat;
964         int ret = 1;
965
966         if (node_online(nid))
967                 return 0;
968
969         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
970         if (!pgdat) {
971                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
972                 ret = -ENOMEM;
973                 goto out;
974         }
975
976         if (set_node_online) {
977                 node_set_online(nid);
978                 ret = register_one_node(nid);
979                 BUG_ON(ret);
980         }
981 out:
982         return ret;
983 }
984
985 /*
986  * Users of this function always want to online/register the node
987  */
988 int try_online_node(int nid)
989 {
990         int ret;
991
992         mem_hotplug_begin();
993         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
994         mem_hotplug_done();
995         return ret;
996 }
997
998 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
999 {
1000         /* memory range must be block size aligned */
1001         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1002             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1003                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1004                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1005                 return -EINVAL;
1006         }
1007
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1012 {
1013         return device_online(&mem->dev);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1018  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1019  *
1020  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1021  */
1022 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1023 {
1024         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1025         u64 start, size;
1026         bool new_node = false;
1027         int ret;
1028
1029         start = res->start;
1030         size = resource_size(res);
1031
1032         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1033         if (ret)
1034                 return ret;
1035
1036         mem_hotplug_begin();
1037
1038         /*
1039          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1040          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1041          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1042          * be removed at hot-remove time.
1043          */
1044         memblock_add_node(start, size, nid);
1045
1046         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1047         if (ret < 0)
1048                 goto error;
1049         new_node = ret;
1050
1051         /* call arch's memory hotadd */
1052         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1053         if (ret < 0)
1054                 goto error;
1055
1056         /* create memory block devices after memory was added */
1057         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1058         if (ret) {
1059                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1060                 goto error;
1061         }
1062
1063         if (new_node) {
1064                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1065                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1066                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1067                  * We online node here. We can't roll back from here.
1068                  */
1069                 node_set_online(nid);
1070                 ret = __register_one_node(nid);
1071                 BUG_ON(ret);
1072         }
1073
1074         /* link memory sections under this node.*/
1075         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1076         BUG_ON(ret);
1077
1078         /* create new memmap entry */
1079         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1080
1081         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1082         mem_hotplug_done();
1083
1084         /* online pages if requested */
1085         if (memhp_auto_online)
1086                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1087
1088         return ret;
1089 error:
1090         /* rollback pgdat allocation and others */
1091         if (new_node)
1092                 rollback_node_hotadd(nid);
1093         memblock_remove(start, size);
1094         mem_hotplug_done();
1095         return ret;
1096 }
1097
1098 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1099 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1100 {
1101         struct resource *res;
1102         int ret;
1103
1104         res = register_memory_resource(start, size);
1105         if (IS_ERR(res))
1106                 return PTR_ERR(res);
1107
1108         ret = add_memory_resource(nid, res);
1109         if (ret < 0)
1110                 release_memory_resource(res);
1111         return ret;
1112 }
1113
1114 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1115 {
1116         int rc;
1117
1118         lock_device_hotplug();
1119         rc = __add_memory(nid, start, size);
1120         unlock_device_hotplug();
1121
1122         return rc;
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1125
1126 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1127 /*
1128  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1129  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1130  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1131  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1132  * be located at the start of the pageblock
1133  */
1134 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1135 {
1136         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1137 }
1138
1139 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1140 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1141 {
1142         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1143
1144         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1145         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1146
1147         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1148         if (pageblock_free(page)) {
1149                 int order;
1150                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1151                 order = page_order(page);
1152                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1153                         return pfn + (1 << order);
1154         }
1155
1156         return pfn + pageblock_nr_pages;
1157 }
1158
1159 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1160 {
1161         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1162         struct zone *zone;
1163
1164         /*
1165          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1166          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1167          * the zone but still within the section.
1168          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1169          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1170          */
1171         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1172                 return false;
1173
1174         zone = page_zone(page);
1175         pfn = page_to_pfn(page);
1176         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1177                 return false;
1178
1179         return !has_unmovable_pages(zone, page, MIGRATE_MOVABLE,
1180                                     MEMORY_OFFLINE);
1181 }
1182
1183 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1184 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1185 {
1186         unsigned long end_pfn, pfn;
1187
1188         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1189                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1190
1191         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1192         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1193                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1194                         return false;
1195                 cond_resched();
1196         }
1197
1198         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1199         return true;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1204  * When true, return its valid [start, end).
1205  */
1206 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1207                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1208 {
1209         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1210         unsigned long start, end;
1211         struct zone *zone = NULL;
1212         struct page *page;
1213         int i;
1214         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1215              pfn < end_pfn;
1216              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1217                 /* Make sure the memory section is present first */
1218                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1219                         continue;
1220                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1221                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1222                         i = 0;
1223                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1224                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1225                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1226                                 i++;
1227                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1228                                 continue;
1229                         /* Check if we got outside of the zone */
1230                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1231                                 return 0;
1232                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1233                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1234                                 return 0;
1235                         if (!zone)
1236                                 start = pfn + i;
1237                         zone = page_zone(page);
1238                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1239                 }
1240         }
1241
1242         if (zone) {
1243                 *valid_start = start;
1244                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1245                 return 1;
1246         } else {
1247                 return 0;
1248         }
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1253  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1254  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1255  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1256  */
1257 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1258 {
1259         unsigned long pfn;
1260
1261         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1262                 struct page *page, *head;
1263                 unsigned long skip;
1264
1265                 if (!pfn_valid(pfn))
1266                         continue;
1267                 page = pfn_to_page(pfn);
1268                 if (PageLRU(page))
1269                         return pfn;
1270                 if (__PageMovable(page))
1271                         return pfn;
1272
1273                 if (!PageHuge(page))
1274                         continue;
1275                 head = compound_head(page);
1276                 if (page_huge_active(head))
1277                         return pfn;
1278                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1279                 pfn += skip - 1;
1280         }
1281         return 0;
1282 }
1283
1284 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1285 {
1286         int nid = page_to_nid(page);
1287         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1288
1289         /*
1290          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1291          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1292          * of the only existing node)
1293          */
1294         node_clear(nid, nmask);
1295         if (nodes_empty(nmask))
1296                 node_set(nid, nmask);
1297
1298         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1299 }
1300
1301 static int
1302 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1303 {
1304         unsigned long pfn;
1305         struct page *page;
1306         int ret = 0;
1307         LIST_HEAD(source);
1308
1309         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1310                 if (!pfn_valid(pfn))
1311                         continue;
1312                 page = pfn_to_page(pfn);
1313
1314                 if (PageHuge(page)) {
1315                         struct page *head = compound_head(page);
1316                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1317                         isolate_huge_page(head, &source);
1318                         continue;
1319                 } else if (PageTransHuge(page))
1320                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1321                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1322
1323                 /*
1324                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1325                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1326                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1327                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1328                  * the unmap as the catch all safety net).
1329                  */
1330                 if (PageHWPoison(page)) {
1331                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1332                                 isolate_lru_page(page);
1333                         if (page_mapped(page))
1334                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1335                         continue;
1336                 }
1337
1338                 if (!get_page_unless_zero(page))
1339                         continue;
1340                 /*
1341                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1342                  * LRU and non-lru movable pages.
1343                  */
1344                 if (PageLRU(page))
1345                         ret = isolate_lru_page(page);
1346                 else
1347                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1348                 if (!ret) { /* Success */
1349                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1350                         if (!__PageMovable(page))
1351                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1352                                                     page_is_file_cache(page));
1353
1354                 } else {
1355                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1356                         dump_page(page, "isolation failed");
1357                 }
1358                 put_page(page);
1359         }
1360         if (!list_empty(&source)) {
1361                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1362                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1363                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1364                 if (ret) {
1365                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1366                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1367                                        page_to_pfn(page), ret);
1368                                 dump_page(page, "migration failure");
1369                         }
1370                         putback_movable_pages(&source);
1371                 }
1372         }
1373
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1378 static int
1379 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1380                         void *data)
1381 {
1382         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1383
1384         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1385         return 0;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1390  */
1391 static int
1392 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1393                         void *data)
1394 {
1395         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1396                                    MEMORY_OFFLINE);
1397 }
1398
1399 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1400 {
1401 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1402         movable_node_enabled = true;
1403 #else
1404         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1405 #endif
1406         return 0;
1407 }
1408 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1409
1410 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1411 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1412                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1413 {
1414         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1415         unsigned long present_pages = 0;
1416         enum zone_type zt;
1417
1418         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1419         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1420         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1421
1422         /*
1423          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1424          * If the memory to be offline is within the range
1425          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1426          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1427          * thus we can determine that we need to clear the node from
1428          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1429          */
1430         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1431                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1432         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1433                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1434
1435 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1436         /*
1437          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1438          * have normal memory or high memory.
1439          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1440          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1441          * we determine that the zones in that range become empty,
1442          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1443          */
1444         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1445         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1446                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1447 #endif
1448
1449         /*
1450          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1451          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1452          * as well.
1453          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1454          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1455          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1456          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1457          * it for N_MEMORY as well.
1458          */
1459         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1460
1461         if (nr_pages >= present_pages)
1462                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1463 }
1464
1465 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1466 {
1467         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1468                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1469
1470         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1471                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1472
1473         if (arg->status_change_nid >= 0)
1474                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1475 }
1476
1477 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1478                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1479 {
1480         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1481
1482         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1487                   unsigned long end_pfn)
1488 {
1489         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1490         unsigned long offlined_pages = 0;
1491         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1492         unsigned long flags;
1493         unsigned long valid_start, valid_end;
1494         struct zone *zone;
1495         struct memory_notify arg;
1496         char *reason;
1497
1498         mem_hotplug_begin();
1499
1500         /*
1501          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1502          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1503          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1504          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1505          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1506          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1507          */
1508         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1509                               count_system_ram_pages_cb);
1510         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1511                 ret = -EINVAL;
1512                 reason = "memory holes";
1513                 goto failed_removal;
1514         }
1515
1516         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1517            we assume this for now. .*/
1518         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1519                                   &valid_end)) {
1520                 ret = -EINVAL;
1521                 reason = "multizone range";
1522                 goto failed_removal;
1523         }
1524
1525         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1526         node = zone_to_nid(zone);
1527
1528         /* set above range as isolated */
1529         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1530                                        MIGRATE_MOVABLE,
1531                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1532         if (ret < 0) {
1533                 reason = "failure to isolate range";
1534                 goto failed_removal;
1535         }
1536         nr_isolate_pageblock = ret;
1537
1538         arg.start_pfn = start_pfn;
1539         arg.nr_pages = nr_pages;
1540         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1541
1542         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1543         ret = notifier_to_errno(ret);
1544         if (ret) {
1545                 reason = "notifier failure";
1546                 goto failed_removal_isolated;
1547         }
1548
1549         do {
1550                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1551                         if (signal_pending(current)) {
1552                                 ret = -EINTR;
1553                                 reason = "signal backoff";
1554                                 goto failed_removal_isolated;
1555                         }
1556
1557                         cond_resched();
1558                         lru_add_drain_all();
1559
1560                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1561                         if (pfn) {
1562                                 /*
1563                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1564                                  * out
1565                                  */
1566                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1567                         }
1568                 }
1569
1570                 /*
1571                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1572                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1573                  * counting consistent.
1574                  */
1575                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1576                 if (ret) {
1577                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1578                         goto failed_removal_isolated;
1579                 }
1580                 /* check again */
1581                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1582                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1583         } while (ret);
1584
1585         /* Ok, all of our target is isolated.
1586            We cannot do rollback at this point. */
1587         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1588                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1589         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1590         /*
1591          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1592          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1593          * pageblocks zone counter here.
1594          */
1595         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1596         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1597         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1598
1599         /* removal success */
1600         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1601         zone->present_pages -= offlined_pages;
1602
1603         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1604         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1605         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1606
1607         init_per_zone_wmark_min();
1608
1609         if (!populated_zone(zone)) {
1610                 zone_pcp_reset(zone);
1611                 build_all_zonelists(NULL);
1612         } else
1613                 zone_pcp_update(zone);
1614
1615         node_states_clear_node(node, &arg);
1616         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1617                 kswapd_stop(node);
1618                 kcompactd_stop(node);
1619         }
1620
1621         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1622         writeback_set_ratelimit();
1623
1624         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1625         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1626         mem_hotplug_done();
1627         return 0;
1628
1629 failed_removal_isolated:
1630         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1631         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1632 failed_removal:
1633         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1634                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1635                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1636                  reason);
1637         /* pushback to free area */
1638         mem_hotplug_done();
1639         return ret;
1640 }
1641
1642 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1643 {
1644         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1645 }
1646
1647 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1648 {
1649         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1650
1651         if (unlikely(ret)) {
1652                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1653
1654                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1655                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1656                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1657                         &beginpa, &endpa);
1658
1659                 return -EBUSY;
1660         }
1661         return 0;
1662 }
1663
1664 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1665 {
1666         int cpu;
1667
1668         for_each_present_cpu(cpu) {
1669                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1670                         /*
1671                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1672                          * offline this node.
1673                          */
1674                         return -EBUSY;
1675         }
1676
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1681 {
1682         int nid = *(int *)arg;
1683
1684         /*
1685          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1686          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1687          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1688          */
1689         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1690 }
1691
1692 /**
1693  * try_offline_node
1694  * @nid: the node ID
1695  *
1696  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1697  *
1698  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1699  * and online/offline operations before this call.
1700  */
1701 void try_offline_node(int nid)
1702 {
1703         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1704         int rc;
1705
1706         /*
1707          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1708          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1709          * e.g., after the memory block was onlined.
1710          */
1711         if (pgdat->node_spanned_pages)
1712                 return;
1713
1714         /*
1715          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1716          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1717          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1718          */
1719         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1720         if (rc)
1721                 return;
1722
1723         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1724                 return;
1725
1726         /*
1727          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1728          * node now.
1729          */
1730         node_set_offline(nid);
1731         unregister_one_node(nid);
1732 }
1733 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1734
1735 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1736                                       resource_size_t size)
1737 {
1738         int ret;
1739
1740         /*
1741          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1742          * this function never fails. It might only fail if resources
1743          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1744          * removing of memory cannot fail.
1745          */
1746         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1747         if (ret) {
1748                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1749
1750                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1751                         &start, &endres, ret);
1752         }
1753 }
1754
1755 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1756 {
1757         int rc = 0;
1758
1759         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1760
1761         /*
1762          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1763          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1764          * if this is not the case.
1765          */
1766         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1767         if (rc)
1768                 goto done;
1769
1770         /* remove memmap entry */
1771         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1772
1773         /*
1774          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1775          * a barrier against racing online attempts.
1776          */
1777         remove_memory_block_devices(start, size);
1778
1779         mem_hotplug_begin();
1780
1781         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1782         memblock_free(start, size);
1783         memblock_remove(start, size);
1784         __release_memory_resource(start, size);
1785
1786         try_offline_node(nid);
1787
1788 done:
1789         mem_hotplug_done();
1790         return rc;
1791 }
1792
1793 /**
1794  * remove_memory
1795  * @nid: the node ID
1796  * @start: physical address of the region to remove
1797  * @size: size of the region to remove
1798  *
1799  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1800  * and online/offline operations before this call, as required by
1801  * try_offline_node().
1802  */
1803 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1804 {
1805
1806         /*
1807          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1808          * function
1809          */
1810         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1811                 BUG();
1812 }
1813
1814 /*
1815  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1816  * some memory is not offline
1817  */
1818 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1819 {
1820         int rc;
1821
1822         lock_device_hotplug();
1823         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1824         unlock_device_hotplug();
1825
1826         return rc;
1827 }
1828 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1829 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */