]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/memory_hotplug.c
mm/memory_hotplug: simplify and fix check_hotplug_memory_range()
[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 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
53
54 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
55 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
56
57 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
58
59 void get_online_mems(void)
60 {
61         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
62 }
63
64 void put_online_mems(void)
65 {
66         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
67 }
68
69 bool movable_node_enabled = false;
70
71 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
72 bool memhp_auto_online;
73 #else
74 bool memhp_auto_online = true;
75 #endif
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
77
78 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
79 {
80         if (!strcmp(str, "online"))
81                 memhp_auto_online = true;
82         else if (!strcmp(str, "offline"))
83                 memhp_auto_online = false;
84
85         return 1;
86 }
87 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
88
89 void mem_hotplug_begin(void)
90 {
91         cpus_read_lock();
92         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
93 }
94
95 void mem_hotplug_done(void)
96 {
97         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
98         cpus_read_unlock();
99 }
100
101 u64 max_mem_size = U64_MAX;
102
103 /* add this memory to iomem resource */
104 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
105 {
106         struct resource *res;
107         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
108         char *resource_name = "System RAM";
109
110         if (start + size > max_mem_size)
111                 return ERR_PTR(-E2BIG);
112
113         /*
114          * Request ownership of the new memory range.  This might be
115          * a child of an existing resource that was present but
116          * not marked as busy.
117          */
118         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
119                                resource_name, flags);
120
121         if (!res) {
122                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
123                                 start, start + size);
124                 return ERR_PTR(-EEXIST);
125         }
126         return res;
127 }
128
129 static void release_memory_resource(struct resource *res)
130 {
131         if (!res)
132                 return;
133         release_resource(res);
134         kfree(res);
135         return;
136 }
137
138 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
139 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
140                       unsigned long type)
141 {
142         page->freelist = (void *)type;
143         SetPagePrivate(page);
144         set_page_private(page, info);
145         page_ref_inc(page);
146 }
147
148 void put_page_bootmem(struct page *page)
149 {
150         unsigned long type;
151
152         type = (unsigned long) page->freelist;
153         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
154                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
155
156         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
157                 page->freelist = NULL;
158                 ClearPagePrivate(page);
159                 set_page_private(page, 0);
160                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
161                 free_reserved_page(page);
162         }
163 }
164
165 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
166 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
167 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
168 {
169         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
170         struct mem_section *ms;
171         struct page *page, *memmap;
172
173         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
174         ms = __nr_to_section(section_nr);
175
176         /* Get section's memmap address */
177         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
178
179         /*
180          * Get page for the memmap's phys address
181          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
182          */
183         page = virt_to_page(memmap);
184         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
185         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
186
187         /* remember memmap's page */
188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
189                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
190
191         usemap = ms->pageblock_flags;
192         page = virt_to_page(usemap);
193
194         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
195
196         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
197                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
198
199 }
200 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
201 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
202 {
203         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
204         struct mem_section *ms;
205         struct page *page, *memmap;
206
207         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
208         ms = __nr_to_section(section_nr);
209
210         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
211
212         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
213
214         usemap = ms->pageblock_flags;
215         page = virt_to_page(usemap);
216
217         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
218
219         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
220                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
221 }
222 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
223
224 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
225 {
226         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
227         int node = pgdat->node_id;
228         struct page *page;
229
230         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
231         page = virt_to_page(pgdat);
232
233         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
234                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
235
236         pfn = pgdat->node_start_pfn;
237         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
238
239         /* register section info */
240         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
241                 /*
242                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
243                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
244                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
245                  * reside in some other nodes.
246                  */
247                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
248                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
249         }
250 }
251 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
252
253 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
254                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
255 {
256         int ret;
257
258         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
259                 return -EEXIST;
260
261         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
262         if (ret < 0)
263                 return ret;
264
265         if (!want_memblock)
266                 return 0;
267
268         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
269 }
270
271 /*
272  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
273  * expected that archs that support memory hotplug will
274  * call this function after deciding the zone to which to
275  * add the new pages.
276  */
277 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
278                 unsigned long nr_pages, struct mhp_restrictions *restrictions)
279 {
280         unsigned long i;
281         int err = 0;
282         int start_sec, end_sec;
283         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
284
285         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
286         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
287         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
288
289         if (altmap) {
290                 /*
291                  * Validate altmap is within bounds of the total request
292                  */
293                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
294                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
295                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
296                         err = -EINVAL;
297                         goto out;
298                 }
299                 altmap->alloc = 0;
300         }
301
302         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
303                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
304                                 restrictions->flags & MHP_MEMBLOCK_API);
305
306                 /*
307                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
308                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
309                  * Warning will be printed if there is collision.
310                  */
311                 if (err && (err != -EEXIST))
312                         break;
313                 err = 0;
314                 cond_resched();
315         }
316         vmemmap_populate_print_last();
317 out:
318         return err;
319 }
320
321 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
322 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
323 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
324                                      unsigned long start_pfn,
325                                      unsigned long end_pfn)
326 {
327         struct mem_section *ms;
328
329         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
330                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
331
332                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
333                         continue;
334
335                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
336                         continue;
337
338                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
339                         continue;
340
341                 return start_pfn;
342         }
343
344         return 0;
345 }
346
347 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
348 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
349                                     unsigned long start_pfn,
350                                     unsigned long end_pfn)
351 {
352         struct mem_section *ms;
353         unsigned long pfn;
354
355         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
356         pfn = end_pfn - 1;
357         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
358                 ms = __pfn_to_section(pfn);
359
360                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
361                         continue;
362
363                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
364                         continue;
365
366                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
367                         continue;
368
369                 return pfn;
370         }
371
372         return 0;
373 }
374
375 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
376                              unsigned long end_pfn)
377 {
378         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
379         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
380         unsigned long zone_end_pfn = z;
381         unsigned long pfn;
382         struct mem_section *ms;
383         int nid = zone_to_nid(zone);
384
385         zone_span_writelock(zone);
386         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
387                 /*
388                  * If the section is smallest section in the zone, it need
389                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
390                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
391                  * for shrinking zone.
392                  */
393                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
394                                                 zone_end_pfn);
395                 if (pfn) {
396                         zone->zone_start_pfn = pfn;
397                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
398                 }
399         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
400                 /*
401                  * If the section is biggest section in the zone, it need
402                  * shrink zone->spanned_pages.
403                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
404                  * shrinking zone.
405                  */
406                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
407                                                start_pfn);
408                 if (pfn)
409                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
410         }
411
412         /*
413          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
414          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
415          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
416          * it check the zone has only hole or not.
417          */
418         pfn = zone_start_pfn;
419         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
420                 ms = __pfn_to_section(pfn);
421
422                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
423                         continue;
424
425                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
426                         continue;
427
428                  /* If the section is current section, it continues the loop */
429                 if (start_pfn == pfn)
430                         continue;
431
432                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
433                 zone_span_writeunlock(zone);
434                 return;
435         }
436
437         /* The zone has no valid section */
438         zone->zone_start_pfn = 0;
439         zone->spanned_pages = 0;
440         zone_span_writeunlock(zone);
441 }
442
443 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
444                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
445 {
446         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
447         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
448         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
449         unsigned long pfn;
450         struct mem_section *ms;
451         int nid = pgdat->node_id;
452
453         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
454                 /*
455                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
456                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
457                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
458                  * for shrinking zone.
459                  */
460                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
461                                                 pgdat_end_pfn);
462                 if (pfn) {
463                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
464                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
465                 }
466         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
467                 /*
468                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
469                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
470                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
471                  * shrinking zone.
472                  */
473                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
474                                                start_pfn);
475                 if (pfn)
476                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
477         }
478
479         /*
480          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
481          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
482          * change the pgdat.
483          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
484          * has only hole or not.
485          */
486         pfn = pgdat_start_pfn;
487         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
488                 ms = __pfn_to_section(pfn);
489
490                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
491                         continue;
492
493                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
494                         continue;
495
496                  /* If the section is current section, it continues the loop */
497                 if (start_pfn == pfn)
498                         continue;
499
500                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
501                 return;
502         }
503
504         /* The pgdat has no valid section */
505         pgdat->node_start_pfn = 0;
506         pgdat->node_spanned_pages = 0;
507 }
508
509 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
510 {
511         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
512         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
513         unsigned long flags;
514
515         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
516         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
517         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
518         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
519 }
520
521 static void __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
522                              unsigned long map_offset,
523                              struct vmem_altmap *altmap)
524 {
525         unsigned long start_pfn;
526         int scn_nr;
527
528         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
529                 return;
530
531         unregister_memory_section(ms);
532
533         scn_nr = __section_nr(ms);
534         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
535         __remove_zone(zone, start_pfn);
536
537         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
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 void __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;
558
559         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
560         if (is_dev_zone(zone))
561                 map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
562
563         clear_zone_contiguous(zone);
564
565         /*
566          * We can only remove entire sections
567          */
568         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
569         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
570
571         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
572         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
573                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
574
575                 cond_resched();
576                 __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
577                                  altmap);
578                 map_offset = 0;
579         }
580
581         set_zone_contiguous(zone);
582 }
583 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
584
585 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
586 {
587         int rc = -EINVAL;
588
589         get_online_mems();
590         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
591
592         if (online_page_callback == generic_online_page) {
593                 online_page_callback = callback;
594                 rc = 0;
595         }
596
597         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
598         put_online_mems();
599
600         return rc;
601 }
602 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
603
604 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
605 {
606         int rc = -EINVAL;
607
608         get_online_mems();
609         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
610
611         if (online_page_callback == callback) {
612                 online_page_callback = generic_online_page;
613                 rc = 0;
614         }
615
616         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
617         put_online_mems();
618
619         return rc;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
622
623 void __online_page_set_limits(struct page *page)
624 {
625 }
626 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
627
628 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
629 {
630         adjust_managed_page_count(page, 1);
631 }
632 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
633
634 void __online_page_free(struct page *page)
635 {
636         __free_reserved_page(page);
637 }
638 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
639
640 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
641 {
642         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
643         __free_pages_core(page, order);
644         totalram_pages_add(1UL << order);
645 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
646         if (PageHighMem(page))
647                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
648 #endif
649 }
650
651 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
652 {
653         unsigned long end = start + nr_pages;
654         int order, onlined_pages = 0;
655
656         while (start < end) {
657                 order = min(MAX_ORDER - 1,
658                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
659                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
660
661                 onlined_pages += (1UL << order);
662                 start += (1UL << order);
663         }
664         return onlined_pages;
665 }
666
667 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
668                         void *arg)
669 {
670         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
671
672         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
673                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
674
675         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
676
677         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
678         return 0;
679 }
680
681 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
682 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
683         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
684 {
685         int nid = zone_to_nid(zone);
686
687         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
688         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
689         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
690
691         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
692                 arg->status_change_nid = nid;
693         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
694                 arg->status_change_nid_normal = nid;
695 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
696         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
697                 arg->status_change_nid_high = nid;
698 #endif
699 }
700
701 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
702 {
703         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
704                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
705
706         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
707                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
708
709         if (arg->status_change_nid >= 0)
710                 node_set_state(node, N_MEMORY);
711 }
712
713 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
714                 unsigned long nr_pages)
715 {
716         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
717
718         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
719                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
720
721         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
722 }
723
724 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
725                                      unsigned long nr_pages)
726 {
727         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
728
729         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
730                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
731
732         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
733 }
734
735 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
736                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
737 {
738         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
739         int nid = pgdat->node_id;
740         unsigned long flags;
741
742         clear_zone_contiguous(zone);
743
744         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
745         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
746         zone_span_writelock(zone);
747         if (zone_is_empty(zone))
748                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
749         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
750         zone_span_writeunlock(zone);
751         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
752         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
753
754         /*
755          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
756          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
757          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
758          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
759          */
760         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
761                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
762
763         set_zone_contiguous(zone);
764 }
765
766 /*
767  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
768  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
769  * to the ZONE_NORMAL.
770  */
771 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
772                 unsigned long nr_pages)
773 {
774         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
775         int zid;
776
777         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
778                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
779
780                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
781                         return zone;
782         }
783
784         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
785 }
786
787 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
788                 unsigned long nr_pages)
789 {
790         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
791                         nr_pages);
792         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
793         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
794         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
795
796         /*
797          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
798          * overlap in the given range
799          */
800         if (in_kernel ^ in_movable)
801                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
802
803         /*
804          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
805          * given range then we use movable zone only if movable_node is
806          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
807          */
808         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
809 }
810
811 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
812                 unsigned long nr_pages)
813 {
814         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
815                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
816
817         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
818                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
819
820         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
821 }
822
823 /*
824  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
825  * for the given online type.
826  */
827 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
828                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
829 {
830         struct zone *zone;
831
832         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
833         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
834         return zone;
835 }
836
837 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
838 {
839         unsigned long flags;
840         unsigned long onlined_pages = 0;
841         struct zone *zone;
842         int need_zonelists_rebuild = 0;
843         int nid;
844         int ret;
845         struct memory_notify arg;
846         struct memory_block *mem;
847
848         mem_hotplug_begin();
849
850         /*
851          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
852          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
853          */
854         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
855         nid = mem->nid;
856         put_device(&mem->dev);
857
858         /* associate pfn range with the zone */
859         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
860
861         arg.start_pfn = pfn;
862         arg.nr_pages = nr_pages;
863         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
864
865         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
866         ret = notifier_to_errno(ret);
867         if (ret)
868                 goto failed_addition;
869
870         /*
871          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
872          * This means the page allocator ignores this zone.
873          * So, zonelist must be updated after online.
874          */
875         if (!populated_zone(zone)) {
876                 need_zonelists_rebuild = 1;
877                 setup_zone_pageset(zone);
878         }
879
880         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
881                 online_pages_range);
882         if (ret) {
883                 if (need_zonelists_rebuild)
884                         zone_pcp_reset(zone);
885                 goto failed_addition;
886         }
887
888         zone->present_pages += onlined_pages;
889
890         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
891         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
892         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
893
894         shuffle_zone(zone);
895
896         if (onlined_pages) {
897                 node_states_set_node(nid, &arg);
898                 if (need_zonelists_rebuild)
899                         build_all_zonelists(NULL);
900                 else
901                         zone_pcp_update(zone);
902         }
903
904         init_per_zone_wmark_min();
905
906         if (onlined_pages) {
907                 kswapd_run(nid);
908                 kcompactd_run(nid);
909         }
910
911         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
912
913         writeback_set_ratelimit();
914
915         if (onlined_pages)
916                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
917         mem_hotplug_done();
918         return 0;
919
920 failed_addition:
921         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
922                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
923                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
924         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
925         mem_hotplug_done();
926         return ret;
927 }
928 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
929
930 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
931 {
932         struct zone *z;
933
934         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
935                 z->present_pages = 0;
936
937         pgdat->node_present_pages = 0;
938 }
939
940 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
941 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
942 {
943         struct pglist_data *pgdat;
944         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
945
946         pgdat = NODE_DATA(nid);
947         if (!pgdat) {
948                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
949                 if (!pgdat)
950                         return NULL;
951
952                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
953         } else {
954                 /*
955                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
956                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
957                  * when it starts in the near future.
958                  */
959                 pgdat->nr_zones = 0;
960                 pgdat->kswapd_order = 0;
961                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
962         }
963
964         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
965
966         pgdat->node_id = nid;
967         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
968
969         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
970         free_area_init_core_hotplug(nid);
971         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
972
973         /*
974          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
975          * to access not-initialized zonelist, build here.
976          */
977         build_all_zonelists(pgdat);
978
979         /*
980          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
981          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
982          * online_pages() and offline_pages().
983          */
984         reset_node_managed_pages(pgdat);
985         reset_node_present_pages(pgdat);
986
987         return pgdat;
988 }
989
990 static void rollback_node_hotadd(int nid)
991 {
992         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
993
994         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
995         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
996         arch_free_nodedata(pgdat);
997         return;
998 }
999
1000
1001 /**
1002  * try_online_node - online a node if offlined
1003  * @nid: the node ID
1004  * @start: start addr of the node
1005  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1006  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1007  *
1008  * Returns:
1009  * 1 -> a new node has been allocated
1010  * 0 -> the node is already online
1011  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1012  */
1013 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1014 {
1015         pg_data_t *pgdat;
1016         int ret = 1;
1017
1018         if (node_online(nid))
1019                 return 0;
1020
1021         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1022         if (!pgdat) {
1023                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1024                 ret = -ENOMEM;
1025                 goto out;
1026         }
1027
1028         if (set_node_online) {
1029                 node_set_online(nid);
1030                 ret = register_one_node(nid);
1031                 BUG_ON(ret);
1032         }
1033 out:
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Users of this function always want to online/register the node
1039  */
1040 int try_online_node(int nid)
1041 {
1042         int ret;
1043
1044         mem_hotplug_begin();
1045         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1046         mem_hotplug_done();
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1051 {
1052         /* memory range must be block size aligned */
1053         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1054             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1055                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1056                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1057                 return -EINVAL;
1058         }
1059
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1064 {
1065         return device_online(&mem->dev);
1066 }
1067
1068 /*
1069  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1070  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1071  *
1072  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1073  */
1074 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1075 {
1076         struct mhp_restrictions restrictions = {
1077                 .flags = MHP_MEMBLOCK_API,
1078         };
1079         u64 start, size;
1080         bool new_node = false;
1081         int ret;
1082
1083         start = res->start;
1084         size = resource_size(res);
1085
1086         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1087         if (ret)
1088                 return ret;
1089
1090         mem_hotplug_begin();
1091
1092         /*
1093          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1094          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1095          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1096          * be removed at hot-remove time.
1097          */
1098         memblock_add_node(start, size, nid);
1099
1100         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1101         if (ret < 0)
1102                 goto error;
1103         new_node = ret;
1104
1105         /* call arch's memory hotadd */
1106         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1107         if (ret < 0)
1108                 goto error;
1109
1110         if (new_node) {
1111                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1112                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1113                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1114                  * We online node here. We can't roll back from here.
1115                  */
1116                 node_set_online(nid);
1117                 ret = __register_one_node(nid);
1118                 BUG_ON(ret);
1119         }
1120
1121         /* link memory sections under this node.*/
1122         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1123         BUG_ON(ret);
1124
1125         /* create new memmap entry */
1126         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1127
1128         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1129         mem_hotplug_done();
1130
1131         /* online pages if requested */
1132         if (memhp_auto_online)
1133                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1134                                   NULL, online_memory_block);
1135
1136         return ret;
1137 error:
1138         /* rollback pgdat allocation and others */
1139         if (new_node)
1140                 rollback_node_hotadd(nid);
1141         memblock_remove(start, size);
1142         mem_hotplug_done();
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1147 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1148 {
1149         struct resource *res;
1150         int ret;
1151
1152         res = register_memory_resource(start, size);
1153         if (IS_ERR(res))
1154                 return PTR_ERR(res);
1155
1156         ret = add_memory_resource(nid, res);
1157         if (ret < 0)
1158                 release_memory_resource(res);
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1163 {
1164         int rc;
1165
1166         lock_device_hotplug();
1167         rc = __add_memory(nid, start, size);
1168         unlock_device_hotplug();
1169
1170         return rc;
1171 }
1172 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1173
1174 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1175 /*
1176  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1177  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1178  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1179  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1180  * be located at the start of the pageblock
1181  */
1182 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1183 {
1184         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1185 }
1186
1187 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1188 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1189 {
1190         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1191
1192         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1193         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1194
1195         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1196         if (pageblock_free(page)) {
1197                 int order;
1198                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1199                 order = page_order(page);
1200                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1201                         return pfn + (1 << order);
1202         }
1203
1204         return pfn + pageblock_nr_pages;
1205 }
1206
1207 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1208 {
1209         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1210         struct zone *zone;
1211
1212         /*
1213          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1214          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1215          * the zone but still within the section.
1216          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1217          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1218          */
1219         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1220                 return false;
1221
1222         zone = page_zone(page);
1223         pfn = page_to_pfn(page);
1224         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1225                 return false;
1226
1227         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1228 }
1229
1230 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1231 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1232 {
1233         unsigned long end_pfn, pfn;
1234
1235         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1236                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1237
1238         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1239         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1240                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1241                         return false;
1242                 cond_resched();
1243         }
1244
1245         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1246         return true;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1251  * When true, return its valid [start, end).
1252  */
1253 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1254                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1255 {
1256         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1257         unsigned long start, end;
1258         struct zone *zone = NULL;
1259         struct page *page;
1260         int i;
1261         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1262              pfn < end_pfn;
1263              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1264                 /* Make sure the memory section is present first */
1265                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1266                         continue;
1267                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1268                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1269                         i = 0;
1270                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1271                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1272                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1273                                 i++;
1274                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1275                                 continue;
1276                         /* Check if we got outside of the zone */
1277                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1278                                 return 0;
1279                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1280                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1281                                 return 0;
1282                         if (!zone)
1283                                 start = pfn + i;
1284                         zone = page_zone(page);
1285                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1286                 }
1287         }
1288
1289         if (zone) {
1290                 *valid_start = start;
1291                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1292                 return 1;
1293         } else {
1294                 return 0;
1295         }
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1300  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1301  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1302  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1303  */
1304 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1305 {
1306         unsigned long pfn;
1307
1308         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1309                 struct page *page, *head;
1310                 unsigned long skip;
1311
1312                 if (!pfn_valid(pfn))
1313                         continue;
1314                 page = pfn_to_page(pfn);
1315                 if (PageLRU(page))
1316                         return pfn;
1317                 if (__PageMovable(page))
1318                         return pfn;
1319
1320                 if (!PageHuge(page))
1321                         continue;
1322                 head = compound_head(page);
1323                 if (page_huge_active(head))
1324                         return pfn;
1325                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1326                 pfn += skip - 1;
1327         }
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1332 {
1333         int nid = page_to_nid(page);
1334         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1335
1336         /*
1337          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1338          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1339          * of the only existing node)
1340          */
1341         node_clear(nid, nmask);
1342         if (nodes_empty(nmask))
1343                 node_set(nid, nmask);
1344
1345         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1346 }
1347
1348 static int
1349 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1350 {
1351         unsigned long pfn;
1352         struct page *page;
1353         int ret = 0;
1354         LIST_HEAD(source);
1355
1356         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1357                 if (!pfn_valid(pfn))
1358                         continue;
1359                 page = pfn_to_page(pfn);
1360
1361                 if (PageHuge(page)) {
1362                         struct page *head = compound_head(page);
1363                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1364                         isolate_huge_page(head, &source);
1365                         continue;
1366                 } else if (PageTransHuge(page))
1367                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1368                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1369
1370                 /*
1371                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1372                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1373                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1374                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1375                  * the unmap as the catch all safety net).
1376                  */
1377                 if (PageHWPoison(page)) {
1378                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1379                                 isolate_lru_page(page);
1380                         if (page_mapped(page))
1381                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1382                         continue;
1383                 }
1384
1385                 if (!get_page_unless_zero(page))
1386                         continue;
1387                 /*
1388                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1389                  * LRU and non-lru movable pages.
1390                  */
1391                 if (PageLRU(page))
1392                         ret = isolate_lru_page(page);
1393                 else
1394                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1395                 if (!ret) { /* Success */
1396                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1397                         if (!__PageMovable(page))
1398                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1399                                                     page_is_file_cache(page));
1400
1401                 } else {
1402                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1403                         dump_page(page, "isolation failed");
1404                 }
1405                 put_page(page);
1406         }
1407         if (!list_empty(&source)) {
1408                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1409                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1410                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1411                 if (ret) {
1412                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1413                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1414                                        page_to_pfn(page), ret);
1415                                 dump_page(page, "migration failure");
1416                         }
1417                         putback_movable_pages(&source);
1418                 }
1419         }
1420
1421         return ret;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1426  */
1427 static int
1428 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1429                         void *data)
1430 {
1431         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1432
1433         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1439  */
1440 static int
1441 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1442                         void *data)
1443 {
1444         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1445 }
1446
1447 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1448 {
1449 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1450         movable_node_enabled = true;
1451 #else
1452         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1453 #endif
1454         return 0;
1455 }
1456 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1457
1458 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1459 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1460                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1461 {
1462         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1463         unsigned long present_pages = 0;
1464         enum zone_type zt;
1465
1466         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1467         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1468         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1469
1470         /*
1471          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1472          * If the memory to be offline is within the range
1473          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1474          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1475          * thus we can determine that we need to clear the node from
1476          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1477          */
1478         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1479                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1480         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1481                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1482
1483 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1484         /*
1485          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1486          * have normal memory or high memory.
1487          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1488          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1489          * we determine that the zones in that range become empty,
1490          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1491          */
1492         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1493         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1494                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1495 #endif
1496
1497         /*
1498          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1499          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1500          * as well.
1501          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1502          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1503          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1504          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1505          * it for N_MEMORY as well.
1506          */
1507         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1508
1509         if (nr_pages >= present_pages)
1510                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1511 }
1512
1513 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1514 {
1515         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1516                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1517
1518         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1519                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1520
1521         if (arg->status_change_nid >= 0)
1522                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1523 }
1524
1525 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1526                   unsigned long end_pfn)
1527 {
1528         unsigned long pfn, nr_pages;
1529         unsigned long offlined_pages = 0;
1530         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1531         unsigned long flags;
1532         unsigned long valid_start, valid_end;
1533         struct zone *zone;
1534         struct memory_notify arg;
1535         char *reason;
1536
1537         mem_hotplug_begin();
1538
1539         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1540            we assume this for now. .*/
1541         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1542                                   &valid_end)) {
1543                 ret = -EINVAL;
1544                 reason = "multizone range";
1545                 goto failed_removal;
1546         }
1547
1548         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1549         node = zone_to_nid(zone);
1550         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1551
1552         /* set above range as isolated */
1553         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1554                                        MIGRATE_MOVABLE,
1555                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1556         if (ret < 0) {
1557                 reason = "failure to isolate range";
1558                 goto failed_removal;
1559         }
1560         nr_isolate_pageblock = ret;
1561
1562         arg.start_pfn = start_pfn;
1563         arg.nr_pages = nr_pages;
1564         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1565
1566         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1567         ret = notifier_to_errno(ret);
1568         if (ret) {
1569                 reason = "notifier failure";
1570                 goto failed_removal_isolated;
1571         }
1572
1573         do {
1574                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1575                         if (signal_pending(current)) {
1576                                 ret = -EINTR;
1577                                 reason = "signal backoff";
1578                                 goto failed_removal_isolated;
1579                         }
1580
1581                         cond_resched();
1582                         lru_add_drain_all();
1583
1584                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1585                         if (pfn) {
1586                                 /*
1587                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1588                                  * out
1589                                  */
1590                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1591                         }
1592                 }
1593
1594                 /*
1595                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1596                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1597                  * counting consistent.
1598                  */
1599                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1600                 if (ret) {
1601                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1602                         goto failed_removal_isolated;
1603                 }
1604                 /* check again */
1605                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1606                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1607         } while (ret);
1608
1609         /* Ok, all of our target is isolated.
1610            We cannot do rollback at this point. */
1611         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1612                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1613         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1614         /*
1615          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1616          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1617          * pageblocks zone counter here.
1618          */
1619         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1620         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1621         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1622
1623         /* removal success */
1624         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1625         zone->present_pages -= offlined_pages;
1626
1627         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1628         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1629         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1630
1631         init_per_zone_wmark_min();
1632
1633         if (!populated_zone(zone)) {
1634                 zone_pcp_reset(zone);
1635                 build_all_zonelists(NULL);
1636         } else
1637                 zone_pcp_update(zone);
1638
1639         node_states_clear_node(node, &arg);
1640         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1641                 kswapd_stop(node);
1642                 kcompactd_stop(node);
1643         }
1644
1645         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1646         writeback_set_ratelimit();
1647
1648         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1649         mem_hotplug_done();
1650         return 0;
1651
1652 failed_removal_isolated:
1653         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1654         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1655 failed_removal:
1656         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1657                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1658                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1659                  reason);
1660         /* pushback to free area */
1661         mem_hotplug_done();
1662         return ret;
1663 }
1664
1665 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1666 {
1667         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1668 }
1669 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1670
1671 /**
1672  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1673  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1674  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1675  * @arg: argument passed to func
1676  * @func: callback for each memory section walked
1677  *
1678  * This function walks through all present mem sections in range
1679  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1680  *
1681  * Returns the return value of func.
1682  */
1683 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1684                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1685 {
1686         struct memory_block *mem = NULL;
1687         struct mem_section *section;
1688         unsigned long pfn, section_nr;
1689         int ret;
1690
1691         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1692                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1693                 if (!present_section_nr(section_nr))
1694                         continue;
1695
1696                 section = __nr_to_section(section_nr);
1697                 /* same memblock? */
1698                 if (mem)
1699                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1700                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1701                                 continue;
1702
1703                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1704                 if (!mem)
1705                         continue;
1706
1707                 ret = func(mem, arg);
1708                 if (ret) {
1709                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1710                         return ret;
1711                 }
1712         }
1713
1714         if (mem)
1715                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1716
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1721 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1722 {
1723         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1724
1725         if (unlikely(ret)) {
1726                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1727
1728                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1729                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1730                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1731                         &beginpa, &endpa);
1732
1733                 return -EBUSY;
1734         }
1735         return 0;
1736 }
1737
1738 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1739 {
1740         int cpu;
1741
1742         for_each_present_cpu(cpu) {
1743                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1744                         /*
1745                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1746                          * offline this node.
1747                          */
1748                         return -EBUSY;
1749         }
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 /**
1755  * try_offline_node
1756  * @nid: the node ID
1757  *
1758  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1759  *
1760  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1761  * and online/offline operations before this call.
1762  */
1763 void try_offline_node(int nid)
1764 {
1765         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1766         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1767         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1768         unsigned long pfn;
1769
1770         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1771                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1772
1773                 if (!present_section_nr(section_nr))
1774                         continue;
1775
1776                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1777                         continue;
1778
1779                 /*
1780                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1781                  * can't offline node now.
1782                  */
1783                 return;
1784         }
1785
1786         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1787                 return;
1788
1789         /*
1790          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1791          * node now.
1792          */
1793         node_set_offline(nid);
1794         unregister_one_node(nid);
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1797
1798 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1799                                       resource_size_t size)
1800 {
1801         int ret;
1802
1803         /*
1804          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1805          * this function never fails. It might only fail if resources
1806          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1807          * removing of memory cannot fail.
1808          */
1809         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1810         if (ret) {
1811                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1812
1813                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1814                         &start, &endres, ret);
1815         }
1816 }
1817
1818 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1819 {
1820         int rc = 0;
1821
1822         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1823
1824         mem_hotplug_begin();
1825
1826         /*
1827          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1828          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1829          * if this is not the case.
1830          */
1831         rc = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1832                                check_memblock_offlined_cb);
1833         if (rc)
1834                 goto done;
1835
1836         /* remove memmap entry */
1837         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1838         memblock_free(start, size);
1839         memblock_remove(start, size);
1840
1841         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1842         __release_memory_resource(start, size);
1843
1844         try_offline_node(nid);
1845
1846 done:
1847         mem_hotplug_done();
1848         return rc;
1849 }
1850
1851 /**
1852  * remove_memory
1853  * @nid: the node ID
1854  * @start: physical address of the region to remove
1855  * @size: size of the region to remove
1856  *
1857  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1858  * and online/offline operations before this call, as required by
1859  * try_offline_node().
1860  */
1861 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1862 {
1863
1864         /*
1865          * trigger BUG() is some memory is not offlined prior to calling this
1866          * function
1867          */
1868         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1869                 BUG();
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1874  * some memory is not offline
1875  */
1876 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1877 {
1878         int rc;
1879
1880         lock_device_hotplug();
1881         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1882         unlock_device_hotplug();
1883
1884         return rc;
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1887 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */