mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43
  44 /*
  45  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  46  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  47  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  48  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  49  */
  50
  51 static void generic_online_page(struct page *page);
  52
  53 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  54 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  55
  56 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  57
  58 void get_online_mems(void)
  59 {
  60         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  61 }
  62
  63 void put_online_mems(void)
  64 {
  65         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  66 }
  67
  68 bool movable_node_enabled = false;
  69
  70 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  71 bool memhp_auto_online;
  72 #else
  73 bool memhp_auto_online = true;
  74 #endif
  75 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  76
  77 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  78 {
  79         if (!strcmp(str, "online"))
  80                 memhp_auto_online = true;
  81         else if (!strcmp(str, "offline"))
  82                 memhp_auto_online = false;
  83
  84         return 1;
  85 }
  86 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  87
  88 void mem_hotplug_begin(void)
  89 {
  90         cpus_read_lock();
  91         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  92 }
  93
  94 void mem_hotplug_done(void)
  95 {
  96         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  97         cpus_read_unlock();
  98 }
  99
 100 /* add this memory to iomem resource */
 101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 102 {
 103         struct resource *res, *conflict;
 104         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 105         if (!res)
 106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 107
 108         res->name = "System RAM";
 109         res->start = start;
 110         res->end = start + size - 1;
 111         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 112         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
 113         if (conflict) {
 114                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
 115                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
 116                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
 117                                  (unsigned long long)start);
 118                 }
 119                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 120                 kfree(res);
 121                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 122         }
 123         return res;
 124 }
 125
 126 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 127 {
 128         if (!res)
 129                 return;
 130         release_resource(res);
 131         kfree(res);
 132         return;
 133 }
 134
 135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 137                       unsigned long type)
 138 {
 139         page->freelist = (void *)type;
 140         SetPagePrivate(page);
 141         set_page_private(page, info);
 142         page_ref_inc(page);
 143 }
 144
 145 void put_page_bootmem(struct page *page)
 146 {
 147         unsigned long type;
 148
 149         type = (unsigned long) page->freelist;
 150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 152
 153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 154                 page->freelist = NULL;
 155                 ClearPagePrivate(page);
 156                 set_page_private(page, 0);
 157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 158                 free_reserved_page(page);
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 165 {
 166         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 167         struct mem_section *ms;
 168         struct page *page, *memmap;
 169
 170         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 171         ms = __nr_to_section(section_nr);
 172
 173         /* Get section's memmap address */
 174         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 175
 176         /*
 177          * Get page for the memmap's phys address
 178          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 179          */
 180         page = virt_to_page(memmap);
 181         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 182         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 183
 184         /* remember memmap's page */
 185         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 186                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 187
 188         usemap = ms->pageblock_flags;
 189         page = virt_to_page(usemap);
 190
 191         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 192
 193         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 194                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 195
 196 }
 197 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 198 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 199 {
 200         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 201         struct mem_section *ms;
 202         struct page *page, *memmap;
 203
 204         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 205         ms = __nr_to_section(section_nr);
 206
 207         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 208
 209         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 210
 211         usemap = ms->pageblock_flags;
 212         page = virt_to_page(usemap);
 213
 214         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 215
 216         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 217                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 218 }
 219 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 220
 221 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 222 {
 223         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 224         int node = pgdat->node_id;
 225         struct page *page;
 226
 227         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 228         page = virt_to_page(pgdat);
 229
 230         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 231                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 232
 233         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 234         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 235
 236         /* register section info */
 237         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 238                 /*
 239                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 240                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 241                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 242                  * reside in some other nodes.
 243                  */
 244                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 245                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 246         }
 247 }
 248 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 249
 250 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 251                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
 252 {
 253         int ret;
 254
 255         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 256                 return -EEXIST;
 257
 258         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
 259         return ret < 0 ? ret : 0;
 260 }
 261
 262 /*
 263  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 264  * expected that archs that support memory hotplug will
 265  * call this function after deciding the zone to which to
 266  * add the new pages.
 267  */
 268 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 269                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
 270                 bool want_memblock)
 271 {
 272         unsigned long i;
 273         int err = 0;
 274         int start_sec, end_sec;
 275
 276         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 277         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 278         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 279
 280         if (altmap) {
 281                 /*
 282                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 283                  */
 284                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 285                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 286                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 287                         err = -EINVAL;
 288                         goto out;
 289                 }
 290                 altmap->alloc = 0;
 291         }
 292
 293         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 294                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
 295                                 want_memblock);
 296
 297                 /*
 298                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 299                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 300                  * Warning will be printed if there is collision.
 301                  */
 302                 if (err && (err != -EEXIST))
 303                         break;
 304                 err = 0;
 305                 cond_resched();
 306         }
 307         vmemmap_populate_print_last();
 308 out:
 309         return err;
 310 }
 311
 312 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 313 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 314                                      unsigned long start_pfn,
 315                                      unsigned long end_pfn)
 316 {
 317         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 318                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 319                         continue;
 320
 321                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 322                         continue;
 323
 324                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 325                         continue;
 326
 327                 return start_pfn;
 328         }
 329
 330         return 0;
 331 }
 332
 333 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 334 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 335                                     unsigned long start_pfn,
 336                                     unsigned long end_pfn)
 337 {
 338         unsigned long pfn;
 339
 340         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 341         pfn = end_pfn - 1;
 342         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 343                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 344                         continue;
 345
 346                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 347                         continue;
 348
 349                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 350                         continue;
 351
 352                 return pfn;
 353         }
 354
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 359                              unsigned long end_pfn)
 360 {
 361         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 362         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 363         unsigned long zone_end_pfn = z;
 364         unsigned long pfn;
 365         int nid = zone_to_nid(zone);
 366
 367         zone_span_writelock(zone);
 368         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 369                 /*
 370                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 371                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 372                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 373                  * for shrinking zone.
 374                  */
 375                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 376                                                 zone_end_pfn);
 377                 if (pfn) {
 378                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 379                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 380                 }
 381         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 382                 /*
 383                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 384                  * shrink zone->spanned_pages.
 385                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 386                  * shrinking zone.
 387                  */
 388                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 389                                                start_pfn);
 390                 if (pfn)
 391                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 392         }
 393
 394         /*
 395          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 396          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 397          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 398          * it check the zone has only hole or not.
 399          */
 400         pfn = zone_start_pfn;
 401         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 402                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 403                         continue;
 404
 405                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 406                         continue;
 407
 408                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 409                 if (start_pfn == pfn)
 410                         continue;
 411
 412                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 413                 zone_span_writeunlock(zone);
 414                 return;
 415         }
 416
 417         /* The zone has no valid section */
 418         zone->zone_start_pfn = 0;
 419         zone->spanned_pages = 0;
 420         zone_span_writeunlock(zone);
 421 }
 422
 423 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 424 {
 425         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 426         struct zone *zone;
 427
 428         for (zone = pgdat->node_zones;
 429              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 430                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 431                                              zone->spanned_pages;
 432
 433                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 434                 if (!zone->spanned_pages)
 435                         continue;
 436                 if (!node_end_pfn) {
 437                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 438                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 439                         continue;
 440                 }
 441
 442                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 443                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 444                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 445                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 446         }
 447
 448         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 449         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 450 }
 451
 452 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
 453                                       unsigned long start_pfn,
 454                                       unsigned long nr_pages)
 455 {
 456         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 457         unsigned long flags;
 458
 459 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 460         /*
 461          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 462          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 463          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 464          */
 465         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 466                 return;
 467 #endif
 468
 469         clear_zone_contiguous(zone);
 470
 471         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 472         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 473         update_pgdat_span(pgdat);
 474         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 475
 476         set_zone_contiguous(zone);
 477 }
 478
 479 static void __remove_section(struct mem_section *ms, unsigned long map_offset,
 480                              struct vmem_altmap *altmap)
 481 {
 482         unsigned long start_pfn;
 483         int scn_nr;
 484
 485         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 486                 return;
 487
 488         scn_nr = __section_nr(ms);
 489         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
 490
 491         sparse_remove_one_section(ms, map_offset, altmap);
 492 }
 493
 494 /**
 495  * __remove_pages() - remove sections of pages
 496  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 497  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 498  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 499  *
 500  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 501  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 502  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 503  * calling offline_pages().
 504  */
 505 void __remove_pages(unsigned long phys_start_pfn, unsigned long nr_pages,
 506                     struct vmem_altmap *altmap)
 507 {
 508         unsigned long i;
 509         unsigned long map_offset = 0;
 510         int sections_to_remove;
 511
 512         if (altmap)
 513                 map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 514
 515         /*
 516          * We can only remove entire sections
 517          */
 518         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 519         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 520
 521         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 522         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 523                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 524
 525                 cond_resched();
 526                 __remove_section(__pfn_to_section(pfn), map_offset, altmap);
 527                 map_offset = 0;
 528         }
 529 }
 530
 531 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 532 {
 533         int rc = -EINVAL;
 534
 535         get_online_mems();
 536         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 537
 538         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 539                 online_page_callback = callback;
 540                 rc = 0;
 541         }
 542
 543         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 544         put_online_mems();
 545
 546         return rc;
 547 }
 548 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 549
 550 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 551 {
 552         int rc = -EINVAL;
 553
 554         get_online_mems();
 555         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 556
 557         if (online_page_callback == callback) {
 558                 online_page_callback = generic_online_page;
 559                 rc = 0;
 560         }
 561
 562         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 563         put_online_mems();
 564
 565         return rc;
 566 }
 567 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 568
 569 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 570 {
 571 }
 572 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 573
 574 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 575 {
 576         adjust_managed_page_count(page, 1);
 577 }
 578 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 579
 580 void __online_page_free(struct page *page)
 581 {
 582         __free_reserved_page(page);
 583 }
 584 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 585
 586 static void generic_online_page(struct page *page)
 587 {
 588         __online_page_set_limits(page);
 589         __online_page_increment_counters(page);
 590         __online_page_free(page);
 591 }
 592
 593 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 594                         void *arg)
 595 {
 596         unsigned long i;
 597         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 598         struct page *page;
 599
 600         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 601                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 602                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 603                         (*online_page_callback)(page);
 604                         onlined_pages++;
 605                 }
 606
 607         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 608
 609         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 614 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 615         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 616 {
 617         int nid = zone_to_nid(zone);
 618         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 619
 620         /*
 621          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 622          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 623          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 624          *
 625          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 626          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 627          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 628          */
 629         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 630                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 631
 632         /*
 633          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 634          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 635          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 636          * the memory is online.
 637          */
 638         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 639                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 640         else
 641                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 642
 643 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 644         /*
 645          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 646          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 647          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 648          *
 649          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 650          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 651          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 652          */
 653         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 654         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 655                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 656
 657         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 658                 arg->status_change_nid_high = nid;
 659         else
 660                 arg->status_change_nid_high = -1;
 661 #else
 662         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 663 #endif
 664
 665         /*
 666          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 667          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 668          * is online.
 669          */
 670         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 671                 arg->status_change_nid = nid;
 672         else
 673                 arg->status_change_nid = -1;
 674 }
 675
 676 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 677 {
 678         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 679                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 680
 681         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 682                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 683
 684         node_set_state(node, N_MEMORY);
 685 }
 686
 687 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 688                 unsigned long nr_pages)
 689 {
 690         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 691
 692         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 693                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 694
 695         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 696 }
 697
 698 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 699                                      unsigned long nr_pages)
 700 {
 701         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 702
 703         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 704                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 705
 706         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 707 }
 708
 709 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 710                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 711 {
 712         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 713         int nid = pgdat->node_id;
 714         unsigned long flags;
 715
 716         if (zone_is_empty(zone))
 717                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 718
 719         clear_zone_contiguous(zone);
 720
 721         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 722         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 723         zone_span_writelock(zone);
 724         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 725         zone_span_writeunlock(zone);
 726         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 727         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 728
 729         /*
 730          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 731          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 732          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 733          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 734          */
 735         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 736                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap);
 737
 738         set_zone_contiguous(zone);
 739 }
 740
 741 /*
 742  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 743  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 744  * to the ZONE_NORMAL.
 745  */
 746 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 747                 unsigned long nr_pages)
 748 {
 749         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 750         int zid;
 751
 752         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 753                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 754
 755                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 756                         return zone;
 757         }
 758
 759         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 760 }
 761
 762 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 763                 unsigned long nr_pages)
 764 {
 765         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 766                         nr_pages);
 767         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 768         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 769         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 770
 771         /*
 772          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 773          * overlap in the given range
 774          */
 775         if (in_kernel ^ in_movable)
 776                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 777
 778         /*
 779          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 780          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 781          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 782          */
 783         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 784 }
 785
 786 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
 787                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 788 {
 789         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 790                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 791
 792         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 793                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 794
 795         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 796 }
 797
 798 /*
 799  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 800  * for the given online type.
 801  */
 802 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 803                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 804 {
 805         struct zone *zone;
 806
 807         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
 808         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
 809         return zone;
 810 }
 811
 812 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 813 {
 814         unsigned long flags;
 815         unsigned long onlined_pages = 0;
 816         struct zone *zone;
 817         int need_zonelists_rebuild = 0;
 818         int nid;
 819         int ret;
 820         struct memory_notify arg;
 821         struct memory_block *mem;
 822
 823         mem_hotplug_begin();
 824
 825         /*
 826          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
 827          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
 828          */
 829         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
 830         nid = mem->nid;
 831         put_device(&mem->dev);
 832
 833         /* associate pfn range with the zone */
 834         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 835
 836         arg.start_pfn = pfn;
 837         arg.nr_pages = nr_pages;
 838         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 839
 840         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 841         ret = notifier_to_errno(ret);
 842         if (ret)
 843                 goto failed_addition;
 844
 845         /*
 846          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 847          * This means the page allocator ignores this zone.
 848          * So, zonelist must be updated after online.
 849          */
 850         if (!populated_zone(zone)) {
 851                 need_zonelists_rebuild = 1;
 852                 setup_zone_pageset(zone);
 853         }
 854
 855         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 856                 online_pages_range);
 857         if (ret) {
 858                 if (need_zonelists_rebuild)
 859                         zone_pcp_reset(zone);
 860                 goto failed_addition;
 861         }
 862
 863         zone->present_pages += onlined_pages;
 864
 865         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 866         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 867         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 868
 869         if (onlined_pages) {
 870                 node_states_set_node(nid, &arg);
 871                 if (need_zonelists_rebuild)
 872                         build_all_zonelists(NULL);
 873                 else
 874                         zone_pcp_update(zone);
 875         }
 876
 877         init_per_zone_wmark_min();
 878
 879         if (onlined_pages) {
 880                 kswapd_run(nid);
 881                 kcompactd_run(nid);
 882         }
 883
 884         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 885
 886         writeback_set_ratelimit();
 887
 888         if (onlined_pages)
 889                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 890         mem_hotplug_done();
 891         return 0;
 892
 893 failed_addition:
 894         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 895                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 896                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 897         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 898         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
 899         mem_hotplug_done();
 900         return ret;
 901 }
 902 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 903
 904 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 905 {
 906         struct zone *z;
 907
 908         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 909                 z->present_pages = 0;
 910
 911         pgdat->node_present_pages = 0;
 912 }
 913
 914 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 915 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 916 {
 917         struct pglist_data *pgdat;
 918         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 919
 920         pgdat = NODE_DATA(nid);
 921         if (!pgdat) {
 922                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 923                 if (!pgdat)
 924                         return NULL;
 925
 926                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 927         } else {
 928                 /*
 929                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 930                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 931                  * when it starts in the near future.
 932                  */
 933                 pgdat->nr_zones = 0;
 934                 pgdat->kswapd_order = 0;
 935                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 936         }
 937
 938         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 939
 940         pgdat->node_id = nid;
 941         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 942
 943         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 944         free_area_init_core_hotplug(nid);
 945         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 946
 947         /*
 948          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 949          * to access not-initialized zonelist, build here.
 950          */
 951         build_all_zonelists(pgdat);
 952
 953         /*
 954          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 955          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 956          * online_pages() and offline_pages().
 957          */
 958         reset_node_managed_pages(pgdat);
 959         reset_node_present_pages(pgdat);
 960
 961         return pgdat;
 962 }
 963
 964 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 965 {
 966         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 967
 968         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 969         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 970         arch_free_nodedata(pgdat);
 971         return;
 972 }
 973
 974
 975 /**
 976  * try_online_node - online a node if offlined
 977  * @nid: the node ID
 978  * @start: start addr of the node
 979  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 980  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 981  *
 982  * Returns:
 983  * 1 -> a new node has been allocated
 984  * 0 -> the node is already online
 985  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 986  */
 987 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 988 {
 989         pg_data_t *pgdat;
 990         int ret = 1;
 991
 992         if (node_online(nid))
 993                 return 0;
 994
 995         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 996         if (!pgdat) {
 997                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 998                 ret = -ENOMEM;
 999                 goto out;
1000         }
1001
1002         if (set_node_online) {
1003                 node_set_online(nid);
1004                 ret = register_one_node(nid);
1005                 BUG_ON(ret);
1006         }
1007 out:
1008         return ret;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Users of this function always want to online/register the node
1013  */
1014 int try_online_node(int nid)
1015 {
1016         int ret;
1017
1018         mem_hotplug_begin();
1019         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1020         mem_hotplug_done();
1021         return ret;
1022 }
1023
1024 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1025 {
1026         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1027         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1028         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1029         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1030
1031         /* memory range must be block size aligned */
1032         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1033             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1034                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1035                        block_sz, start, size);
1036                 return -EINVAL;
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1043 {
1044         return device_online(&mem->dev);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1049  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1050  *
1051  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1052  */
1053 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1054 {
1055         u64 start, size;
1056         bool new_node = false;
1057         int ret;
1058
1059         start = res->start;
1060         size = resource_size(res);
1061
1062         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1063         if (ret)
1064                 return ret;
1065
1066         mem_hotplug_begin();
1067
1068         /*
1069          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1070          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1071          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1072          * be removed at hot-remove time.
1073          */
1074         memblock_add_node(start, size, nid);
1075
1076         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1077         if (ret < 0)
1078                 goto error;
1079         new_node = ret;
1080
1081         /* call arch's memory hotadd */
1082         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1083         if (ret < 0)
1084                 goto error;
1085
1086         /* create memory block devices after memory was added */
1087         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1088         if (ret) {
1089                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1090                 goto error;
1091         }
1092
1093         if (new_node) {
1094                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1095                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1096                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1097                  * We online node here. We can't roll back from here.
1098                  */
1099                 node_set_online(nid);
1100                 ret = __register_one_node(nid);
1101                 BUG_ON(ret);
1102         }
1103
1104         /* link memory sections under this node.*/
1105         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1106                                 MEMINIT_HOTPLUG);
1107         BUG_ON(ret);
1108
1109         /* create new memmap entry */
1110         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1111
1112         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1113         mem_hotplug_done();
1114
1115         /* online pages if requested */
1116         if (online)
1117                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1118                                   NULL, online_memory_block);
1119
1120         return ret;
1121 error:
1122         /* rollback pgdat allocation and others */
1123         if (new_node)
1124                 rollback_node_hotadd(nid);
1125         memblock_remove(start, size);
1126         mem_hotplug_done();
1127         return ret;
1128 }
1129
1130 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1131 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1132 {
1133         struct resource *res;
1134         int ret;
1135
1136         res = register_memory_resource(start, size);
1137         if (IS_ERR(res))
1138                 return PTR_ERR(res);
1139
1140         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1141         if (ret < 0)
1142                 release_memory_resource(res);
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1147 {
1148         int rc;
1149
1150         lock_device_hotplug();
1151         rc = __add_memory(nid, start, size);
1152         unlock_device_hotplug();
1153
1154         return rc;
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1157
1158 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1159 /*
1160  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1161  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1162  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1163  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1164  * be located at the start of the pageblock
1165  */
1166 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1167 {
1168         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1169 }
1170
1171 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1172 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1173 {
1174         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1175
1176         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1177         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1178
1179         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1180         if (pageblock_free(page)) {
1181                 int order;
1182                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1183                 order = page_order(page);
1184                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1185                         return pfn + (1 << order);
1186         }
1187
1188         return pfn + pageblock_nr_pages;
1189 }
1190
1191 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1192 {
1193         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1194         struct zone *zone;
1195
1196         /*
1197          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1198          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1199          * the zone but still within the section.
1200          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1201          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1202          */
1203         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1204                 return false;
1205
1206         zone = page_zone(page);
1207         pfn = page_to_pfn(page);
1208         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1209                 return false;
1210
1211         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1212 }
1213
1214 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1215 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1216 {
1217         unsigned long end_pfn, pfn;
1218
1219         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1220                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1221
1222         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1223         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1224                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1225                         return false;
1226                 cond_resched();
1227         }
1228
1229         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1230         return true;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1235  * When true, return its valid [start, end).
1236  */
1237 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1238                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1239 {
1240         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1241         unsigned long start, end;
1242         struct zone *zone = NULL;
1243         struct page *page;
1244         int i;
1245         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1246              pfn < end_pfn;
1247              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1248                 /* Make sure the memory section is present first */
1249                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1250                         continue;
1251                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1252                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1253                         i = 0;
1254                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1255                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1256                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1257                                 i++;
1258                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1259                                 continue;
1260                         /* Check if we got outside of the zone */
1261                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1262                                 return 0;
1263                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1264                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1265                                 return 0;
1266                         if (!zone)
1267                                 start = pfn + i;
1268                         zone = page_zone(page);
1269                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1270                 }
1271         }
1272
1273         if (zone) {
1274                 *valid_start = start;
1275                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1276                 return 1;
1277         } else {
1278                 return 0;
1279         }
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1284  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1285  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1286  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1287  */
1288 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1289 {
1290         unsigned long pfn;
1291
1292         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1293                 struct page *page, *head;
1294                 unsigned long skip;
1295
1296                 if (!pfn_valid(pfn))
1297                         continue;
1298                 page = pfn_to_page(pfn);
1299                 if (PageLRU(page))
1300                         return pfn;
1301                 if (__PageMovable(page))
1302                         return pfn;
1303
1304                 if (!PageHuge(page))
1305                         continue;
1306                 head = compound_head(page);
1307                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1308                     page_huge_active(head))
1309                         return pfn;
1310                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1311                 pfn += skip - 1;
1312         }
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1317 {
1318         int nid = page_to_nid(page);
1319         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1320
1321         /*
1322          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1323          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1324          * of the only existing node)
1325          */
1326         node_clear(nid, nmask);
1327         if (nodes_empty(nmask))
1328                 node_set(nid, nmask);
1329
1330         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1331 }
1332
1333 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1334 static int
1335 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1336 {
1337         unsigned long pfn;
1338         struct page *page;
1339         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1340         int not_managed = 0;
1341         int ret = 0;
1342         LIST_HEAD(source);
1343
1344         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1345                 if (!pfn_valid(pfn))
1346                         continue;
1347                 page = pfn_to_page(pfn);
1348
1349                 if (PageHuge(page)) {
1350                         struct page *head = compound_head(page);
1351                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1352                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1353                                 ret = -EBUSY;
1354                                 break;
1355                         }
1356                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1357                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1358                         continue;
1359                 } else if (PageTransHuge(page))
1360                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1361                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1362
1363                 /*
1364                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1365                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1366                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1367                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1368                  * the unmap as the catch all safety net).
1369                  */
1370                 if (PageHWPoison(page)) {
1371                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1372                                 isolate_lru_page(page);
1373                         if (page_mapped(page))
1374                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1375                         continue;
1376                 }
1377
1378                 if (!get_page_unless_zero(page))
1379                         continue;
1380                 /*
1381                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1382                  * LRU and non-lru movable pages.
1383                  */
1384                 if (PageLRU(page))
1385                         ret = isolate_lru_page(page);
1386                 else
1387                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1388                 if (!ret) { /* Success */
1389                         put_page(page);
1390                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1391                         move_pages--;
1392                         if (!__PageMovable(page))
1393                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1394                                                     page_is_file_cache(page));
1395
1396                 } else {
1397 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1398                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1399                         dump_page(page, "isolation failed");
1400 #endif
1401                         put_page(page);
1402                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1403                            check this again here. */
1404                         if (page_count(page)) {
1405                                 not_managed++;
1406                                 ret = -EBUSY;
1407                                 break;
1408                         }
1409                 }
1410         }
1411         if (!list_empty(&source)) {
1412                 if (not_managed) {
1413                         putback_movable_pages(&source);
1414                         goto out;
1415                 }
1416
1417                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1418                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1419                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1420                 if (ret)
1421                         putback_movable_pages(&source);
1422         }
1423 out:
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1429  */
1430 static int
1431 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1432                         void *data)
1433 {
1434         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static void
1439 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1440 {
1441         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1442                                 offline_isolated_pages_cb);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1447  */
1448 static int
1449 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1450                         void *data)
1451 {
1452         int ret;
1453         long offlined = *(long *)data;
1454         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1455         offlined = nr_pages;
1456         if (!ret)
1457                 *(long *)data += offlined;
1458         return ret;
1459 }
1460
1461 static long
1462 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1463 {
1464         long offlined = 0;
1465         int ret;
1466
1467         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1468                         check_pages_isolated_cb);
1469         if (ret < 0)
1470                 offlined = (long)ret;
1471         return offlined;
1472 }
1473
1474 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1475 {
1476 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1477         movable_node_enabled = true;
1478 #else
1479         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1480 #endif
1481         return 0;
1482 }
1483 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1484
1485 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1486 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1487                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1488 {
1489         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1490         unsigned long present_pages = 0;
1491         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1492
1493         /*
1494          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1495          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1496          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1497          *
1498          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1499          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1500          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1501          */
1502         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1503                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1504
1505         /*
1506          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1507          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1508          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1509          * become empty after offline , thus we can determind we will
1510          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1511          */
1512         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1513                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1514         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1515                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1516         else
1517                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1518
1519 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1520         /*
1521          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1522          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1523          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1524          *
1525          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1526          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1527          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1528          */
1529         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1530         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1531                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1532
1533         for (; zt <= zone_last; zt++)
1534                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1535         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1536                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1537         else
1538                 arg->status_change_nid_high = -1;
1539 #else
1540         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1541 #endif
1542
1543         /*
1544          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1545          */
1546         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1547
1548         /*
1549          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1550          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1551          * we can determind we will need to clear the node from
1552          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1553          */
1554         for (; zt <= zone_last; zt++)
1555                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1556         if (nr_pages >= present_pages)
1557                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1558         else
1559                 arg->status_change_nid = -1;
1560 }
1561
1562 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1563 {
1564         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1565                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1566
1567         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1568             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1569                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1570
1571         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1572             (arg->status_change_nid >= 0))
1573                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1574 }
1575
1576 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1577                   unsigned long end_pfn)
1578 {
1579         unsigned long pfn, nr_pages;
1580         long offlined_pages;
1581         int ret, node;
1582         unsigned long flags;
1583         unsigned long valid_start, valid_end;
1584         struct zone *zone;
1585         struct memory_notify arg;
1586
1587         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1588         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1589                 return -EINVAL;
1590         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1591                 return -EINVAL;
1592
1593         mem_hotplug_begin();
1594
1595         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1596            we assume this for now. .*/
1597         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1598                                   &valid_end)) {
1599                 mem_hotplug_done();
1600                 return -EINVAL;
1601         }
1602
1603         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1604         node = zone_to_nid(zone);
1605         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1606
1607         /* set above range as isolated */
1608         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1609                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1610         if (ret) {
1611                 mem_hotplug_done();
1612                 return ret;
1613         }
1614
1615         arg.start_pfn = start_pfn;
1616         arg.nr_pages = nr_pages;
1617         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1618
1619         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1620         ret = notifier_to_errno(ret);
1621         if (ret)
1622                 goto failed_removal;
1623
1624         pfn = start_pfn;
1625 repeat:
1626         /* start memory hot removal */
1627         ret = -EINTR;
1628         if (signal_pending(current))
1629                 goto failed_removal;
1630
1631         cond_resched();
1632         lru_add_drain_all();
1633         drain_all_pages(zone);
1634
1635         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1636         if (pfn) { /* We have movable pages */
1637                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1638                 goto repeat;
1639         }
1640
1641         /*
1642          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1643          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1644          */
1645         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1646         if (ret)
1647                 goto failed_removal;
1648         /* check again */
1649         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1650         if (offlined_pages < 0)
1651                 goto repeat;
1652         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1653         /* Ok, all of our target is isolated.
1654            We cannot do rollback at this point. */
1655         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1656         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1657         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1658         /* removal success */
1659         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1660         zone->present_pages -= offlined_pages;
1661
1662         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1663         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1664         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1665
1666         init_per_zone_wmark_min();
1667
1668         if (!populated_zone(zone)) {
1669                 zone_pcp_reset(zone);
1670                 build_all_zonelists(NULL);
1671         } else
1672                 zone_pcp_update(zone);
1673
1674         node_states_clear_node(node, &arg);
1675         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1676                 kswapd_stop(node);
1677                 kcompactd_stop(node);
1678         }
1679
1680         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1681         writeback_set_ratelimit();
1682
1683         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1684         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1685         mem_hotplug_done();
1686         return 0;
1687
1688 failed_removal:
1689         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1690                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1691                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1692         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1693         /* pushback to free area */
1694         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1695         mem_hotplug_done();
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1700 {
1701         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1702 }
1703 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1704
1705 /**
1706  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1707  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1708  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1709  * @arg: argument passed to func
1710  * @func: callback for each memory section walked
1711  *
1712  * This function walks through all present mem sections in range
1713  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1714  *
1715  * Returns the return value of func.
1716  */
1717 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1718                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1719 {
1720         struct memory_block *mem = NULL;
1721         struct mem_section *section;
1722         unsigned long pfn, section_nr;
1723         int ret;
1724
1725         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1726                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1727                 if (!present_section_nr(section_nr))
1728                         continue;
1729
1730                 section = __nr_to_section(section_nr);
1731                 /* same memblock? */
1732                 if (mem)
1733                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1734                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1735                                 continue;
1736
1737                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1738                 if (!mem)
1739                         continue;
1740
1741                 ret = func(mem, arg);
1742                 if (ret) {
1743                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1744                         return ret;
1745                 }
1746         }
1747
1748         if (mem)
1749                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1755 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1756 {
1757         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1758
1759         if (unlikely(ret)) {
1760                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1761
1762                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1763                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1764                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1765                         &beginpa, &endpa);
1766         }
1767
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1772 {
1773         int cpu;
1774
1775         for_each_present_cpu(cpu) {
1776                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1777                         /*
1778                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1779                          * offline this node.
1780                          */
1781                         return -EBUSY;
1782         }
1783
1784         return 0;
1785 }
1786
1787 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1788 {
1789 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1790         int cpu;
1791
1792         for_each_possible_cpu(cpu)
1793                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1794                         numa_clear_node(cpu);
1795 #endif
1796 }
1797
1798 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1799 {
1800         int ret;
1801
1802         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1803         if (ret)
1804                 return ret;
1805
1806         /*
1807          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1808          * the cpu_to_node() now.
1809          */
1810
1811         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1812         return 0;
1813 }
1814
1815 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1816 {
1817         int nid = *(int *)arg;
1818
1819         /*
1820          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1821          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1822          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1823          */
1824         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1825 }
1826
1827 /**
1828  * try_offline_node
1829  * @nid: the node ID
1830  *
1831  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1832  *
1833  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1834  * and online/offline operations before this call.
1835  */
1836 void try_offline_node(int nid)
1837 {
1838         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1839         int rc;
1840
1841         /*
1842          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1843          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1844          * e.g., after the memory block was onlined.
1845          */
1846         if (pgdat->node_spanned_pages)
1847                 return;
1848
1849         /*
1850          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1851          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1852          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1853          */
1854         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1855         if (rc)
1856                 return;
1857
1858         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1859                 return;
1860
1861         /*
1862          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1863          * node now.
1864          */
1865         node_set_offline(nid);
1866         unregister_one_node(nid);
1867 }
1868 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1869
1870 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1871                                       resource_size_t size)
1872 {
1873         int ret;
1874
1875         /*
1876          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1877          * this function never fails. It might only fail if resources
1878          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1879          * removing of memory cannot fail.
1880          */
1881         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1882         if (ret) {
1883                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1884
1885                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1886                         &start, &endres, ret);
1887         }
1888 }
1889
1890 /**
1891  * remove_memory
1892  * @nid: the node ID
1893  * @start: physical address of the region to remove
1894  * @size: size of the region to remove
1895  *
1896  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1897  * and online/offline operations before this call, as required by
1898  * try_offline_node().
1899  */
1900 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1901 {
1902         int ret;
1903
1904         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1905
1906         /*
1907          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1908          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1909          * if this is not the case.
1910          */
1911         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1912                                 check_memblock_offlined_cb);
1913         if (ret)
1914                 BUG();
1915
1916         /* remove memmap entry */
1917         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1918         memblock_free(start, size);
1919         memblock_remove(start, size);
1920
1921         /*
1922          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1923          * a barrier against racing online attempts.
1924          */
1925         remove_memory_block_devices(start, size);
1926
1927         mem_hotplug_begin();
1928
1929         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1930         __release_memory_resource(start, size);
1931
1932         try_offline_node(nid);
1933
1934         mem_hotplug_done();
1935 }
1936
1937 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1938 {
1939         lock_device_hotplug();
1940         __remove_memory(nid, start, size);
1941         unlock_device_hotplug();
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1944 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */