mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 100
 101 /* add this memory to iomem resource */
 102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 103 {
 104         struct resource *res;
 105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 106         char *resource_name = "System RAM";
 107
 108         if (start + size > max_mem_size)
 109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 110
 111         /*
 112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 113          * a child of an existing resource that was present but
 114          * not marked as busy.
 115          */
 116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 117                                resource_name, flags);
 118
 119         if (!res) {
 120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 121                                 start, start + size);
 122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 123         }
 124         return res;
 125 }
 126
 127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 128 {
 129         if (!res)
 130                 return;
 131         release_resource(res);
 132         kfree(res);
 133 }
 134
 135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 137                       unsigned long type)
 138 {
 139         page->freelist = (void *)type;
 140         SetPagePrivate(page);
 141         set_page_private(page, info);
 142         page_ref_inc(page);
 143 }
 144
 145 void put_page_bootmem(struct page *page)
 146 {
 147         unsigned long type;
 148
 149         type = (unsigned long) page->freelist;
 150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 152
 153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 154                 page->freelist = NULL;
 155                 ClearPagePrivate(page);
 156                 set_page_private(page, 0);
 157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 158                 free_reserved_page(page);
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 165 {
 166         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 167         struct mem_section *ms;
 168         struct page *page, *memmap;
 169         struct mem_section_usage *usage;
 170
 171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 172         ms = __nr_to_section(section_nr);
 173
 174         /* Get section's memmap address */
 175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 176
 177         /*
 178          * Get page for the memmap's phys address
 179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 180          */
 181         page = virt_to_page(memmap);
 182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 184
 185         /* remember memmap's page */
 186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 188
 189         usage = ms->usage;
 190         page = virt_to_page(usage);
 191
 192         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 193
 194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 196
 197 }
 198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 200 {
 201         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 202         struct mem_section *ms;
 203         struct page *page, *memmap;
 204         struct mem_section_usage *usage;
 205
 206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 207         ms = __nr_to_section(section_nr);
 208
 209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 210
 211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 212
 213         usage = ms->usage;
 214         page = virt_to_page(usage);
 215
 216         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 217
 218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 220 }
 221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 222
 223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 224 {
 225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 226         int node = pgdat->node_id;
 227         struct page *page;
 228
 229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 230         page = virt_to_page(pgdat);
 231
 232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 234
 235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 237
 238         /* register section info */
 239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 240                 /*
 241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 244                  * reside in some other nodes.
 245                  */
 246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 248         }
 249 }
 250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 251
 252 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 253                 const char *reason)
 254 {
 255         /*
 256          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 257          * allow operations smaller than a section for
 258          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 259          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 260          * memory that will be marked online, so this check should only
 261          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 262          * add_memory_resource().
 263          */
 264         unsigned long min_align;
 265
 266         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 267                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 268         else
 269                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 270         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 271                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 272                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 273                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 274                 return -EINVAL;
 275         }
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
 280                                             unsigned long nr_pages)
 281 {
 282         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
 283
 284         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
 285                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
 286                 WARN(1,
 287                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
 288                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
 289                 return -E2BIG;
 290         }
 291
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 297  * expected that archs that support memory hotplug will
 298  * call this function after deciding the zone to which to
 299  * add the new pages.
 300  */
 301 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 302                 struct mhp_restrictions *restrictions)
 303 {
 304         int err;
 305         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 306         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 307
 308         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
 309         if (err)
 310                 return err;
 311
 312         if (altmap) {
 313                 /*
 314                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 315                  */
 316                 if (altmap->base_pfn != pfn
 317                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 318                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 319                         return -EINVAL;
 320                 }
 321                 altmap->alloc = 0;
 322         }
 323
 324         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 325         if (err)
 326                 return err;
 327
 328         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 329         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 330         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 331                 unsigned long pfns;
 332
 333                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 334                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 335                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
 336                 if (err)
 337                         break;
 338                 pfn += pfns;
 339                 nr_pages -= pfns;
 340                 cond_resched();
 341         }
 342         vmemmap_populate_print_last();
 343         return err;
 344 }
 345
 346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 348                                      unsigned long start_pfn,
 349                                      unsigned long end_pfn)
 350 {
 351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 353                         continue;
 354
 355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 356                         continue;
 357
 358                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 359                         continue;
 360
 361                 return start_pfn;
 362         }
 363
 364         return 0;
 365 }
 366
 367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 369                                     unsigned long start_pfn,
 370                                     unsigned long end_pfn)
 371 {
 372         unsigned long pfn;
 373
 374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 375         pfn = end_pfn - 1;
 376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 378                         continue;
 379
 380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 381                         continue;
 382
 383                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 384                         continue;
 385
 386                 return pfn;
 387         }
 388
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 393                              unsigned long end_pfn)
 394 {
 395         unsigned long pfn;
 396         int nid = zone_to_nid(zone);
 397
 398         zone_span_writelock(zone);
 399         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
 400                 /*
 401                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 402                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 403                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 404                  * for shrinking zone.
 405                  */
 406                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 407                                                 zone_end_pfn(zone));
 408                 if (pfn) {
 409                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
 410                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 411                 } else {
 412                         zone->zone_start_pfn = 0;
 413                         zone->spanned_pages = 0;
 414                 }
 415         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
 416                 /*
 417                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 418                  * shrink zone->spanned_pages.
 419                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 420                  * shrinking zone.
 421                  */
 422                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
 423                                                start_pfn);
 424                 if (pfn)
 425                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
 426                 else {
 427                         zone->zone_start_pfn = 0;
 428                         zone->spanned_pages = 0;
 429                 }
 430         }
 431         zone_span_writeunlock(zone);
 432 }
 433
 434 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 435 {
 436         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 437         struct zone *zone;
 438
 439         for (zone = pgdat->node_zones;
 440              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 441                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 442                                              zone->spanned_pages;
 443
 444                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 445                 if (!zone->spanned_pages)
 446                         continue;
 447                 if (!node_end_pfn) {
 448                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 449                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 450                         continue;
 451                 }
 452
 453                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 454                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 455                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 456                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 457         }
 458
 459         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 460         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 461 }
 462
 463 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
 464                                       unsigned long start_pfn,
 465                                       unsigned long nr_pages)
 466 {
 467         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 468         unsigned long flags;
 469
 470         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
 471         page_init_poison(pfn_to_page(start_pfn), sizeof(struct page) * nr_pages);
 472
 473 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 474         /*
 475          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 476          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 477          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 478          */
 479         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 480                 return;
 481 #endif
 482
 483         clear_zone_contiguous(zone);
 484
 485         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 486         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 487         update_pgdat_span(pgdat);
 488         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 489
 490         set_zone_contiguous(zone);
 491 }
 492
 493 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 494                              unsigned long map_offset,
 495                              struct vmem_altmap *altmap)
 496 {
 497         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
 498
 499         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 500                 return;
 501
 502         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 503 }
 504
 505 /**
 506  * __remove_pages() - remove sections of pages
 507  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 508  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 509  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 510  *
 511  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 512  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 513  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 514  * calling offline_pages().
 515  */
 516 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 517                     struct vmem_altmap *altmap)
 518 {
 519         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
 520         unsigned long cur_nr_pages;
 521         unsigned long map_offset = 0;
 522
 523         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 524
 525         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 526                 return;
 527
 528         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
 529                 cond_resched();
 530                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
 531                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn, -(pfn | PAGE_SECTION_MASK));
 532                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
 533                 map_offset = 0;
 534         }
 535 }
 536
 537 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 538 {
 539         int rc = -EINVAL;
 540
 541         get_online_mems();
 542         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 543
 544         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 545                 online_page_callback = callback;
 546                 rc = 0;
 547         }
 548
 549         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 550         put_online_mems();
 551
 552         return rc;
 553 }
 554 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 555
 556 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 557 {
 558         int rc = -EINVAL;
 559
 560         get_online_mems();
 561         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 562
 563         if (online_page_callback == callback) {
 564                 online_page_callback = generic_online_page;
 565                 rc = 0;
 566         }
 567
 568         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 569         put_online_mems();
 570
 571         return rc;
 572 }
 573 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 574
 575 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 576 {
 577         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 578         __free_pages_core(page, order);
 579         totalram_pages_add(1UL << order);
 580 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 581         if (PageHighMem(page))
 582                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 583 #endif
 584 }
 585 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
 586
 587 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 588                         void *arg)
 589 {
 590         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 591         unsigned long pfn;
 592         int order;
 593
 594         /*
 595          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
 596          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
 597          * them as being online/belonging to this zone ("present").
 598          */
 599         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
 600                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
 601                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
 602                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
 603                         order = 0;
 604                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
 605         }
 606
 607         /* mark all involved sections as online */
 608         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
 609
 610         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 615 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 616         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 617 {
 618         int nid = zone_to_nid(zone);
 619
 620         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 621         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 622         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 623
 624         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 625                 arg->status_change_nid = nid;
 626         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 627                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 628 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 629         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 630                 arg->status_change_nid_high = nid;
 631 #endif
 632 }
 633
 634 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 635 {
 636         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 637                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 638
 639         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 640                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 641
 642         if (arg->status_change_nid >= 0)
 643                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 644 }
 645
 646 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 647                 unsigned long nr_pages)
 648 {
 649         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 650
 651         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 652                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 653
 654         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 655 }
 656
 657 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 658                                      unsigned long nr_pages)
 659 {
 660         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 661
 662         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 663                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 664
 665         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 666
 667 }
 668 /*
 669  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
 670  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
 671  * call, all affected pages are PG_reserved.
 672  */
 673 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 674                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 675 {
 676         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 677         int nid = pgdat->node_id;
 678         unsigned long flags;
 679
 680         clear_zone_contiguous(zone);
 681
 682         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 683         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 684         zone_span_writelock(zone);
 685         if (zone_is_empty(zone))
 686                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 687         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 688         zone_span_writeunlock(zone);
 689         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 690         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 691
 692         /*
 693          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 694          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 695          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 696          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 697          */
 698         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 699                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 700
 701         set_zone_contiguous(zone);
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 706  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 707  * to the ZONE_NORMAL.
 708  */
 709 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 710                 unsigned long nr_pages)
 711 {
 712         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 713         int zid;
 714
 715         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 716                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 717
 718                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 719                         return zone;
 720         }
 721
 722         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 723 }
 724
 725 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 726                 unsigned long nr_pages)
 727 {
 728         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 729                         nr_pages);
 730         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 731         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 732         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 733
 734         /*
 735          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 736          * overlap in the given range
 737          */
 738         if (in_kernel ^ in_movable)
 739                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 740
 741         /*
 742          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 743          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 744          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 745          */
 746         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 747 }
 748
 749 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 750                 unsigned long nr_pages)
 751 {
 752         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 753                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 754
 755         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 756                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 757
 758         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 759 }
 760
 761 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 762                        int online_type, int nid)
 763 {
 764         unsigned long flags;
 765         unsigned long onlined_pages = 0;
 766         struct zone *zone;
 767         int need_zonelists_rebuild = 0;
 768         int ret;
 769         struct memory_notify arg;
 770
 771         mem_hotplug_begin();
 772
 773         /* associate pfn range with the zone */
 774         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 775         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
 776
 777         arg.start_pfn = pfn;
 778         arg.nr_pages = nr_pages;
 779         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 780
 781         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 782         ret = notifier_to_errno(ret);
 783         if (ret)
 784                 goto failed_addition;
 785
 786         /*
 787          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 788          * This means the page allocator ignores this zone.
 789          * So, zonelist must be updated after online.
 790          */
 791         if (!populated_zone(zone)) {
 792                 need_zonelists_rebuild = 1;
 793                 setup_zone_pageset(zone);
 794         }
 795
 796         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 797                 online_pages_range);
 798         if (ret) {
 799                 /* not a single memory resource was applicable */
 800                 if (need_zonelists_rebuild)
 801                         zone_pcp_reset(zone);
 802                 goto failed_addition;
 803         }
 804
 805         zone->present_pages += onlined_pages;
 806
 807         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 808         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 809         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 810
 811         shuffle_zone(zone);
 812
 813         node_states_set_node(nid, &arg);
 814         if (need_zonelists_rebuild)
 815                 build_all_zonelists(NULL);
 816         else
 817                 zone_pcp_update(zone);
 818
 819         init_per_zone_wmark_min();
 820
 821         kswapd_run(nid);
 822         kcompactd_run(nid);
 823
 824         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 825
 826         writeback_set_ratelimit();
 827
 828         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 829         mem_hotplug_done();
 830         return 0;
 831
 832 failed_addition:
 833         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 834                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 835                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 836         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 837         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
 838         mem_hotplug_done();
 839         return ret;
 840 }
 841 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 842
 843 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 844 {
 845         struct zone *z;
 846
 847         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 848                 z->present_pages = 0;
 849
 850         pgdat->node_present_pages = 0;
 851 }
 852
 853 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 854 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 855 {
 856         struct pglist_data *pgdat;
 857         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 858
 859         pgdat = NODE_DATA(nid);
 860         if (!pgdat) {
 861                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 862                 if (!pgdat)
 863                         return NULL;
 864
 865                 pgdat->per_cpu_nodestats =
 866                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 867                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 868         } else {
 869                 int cpu;
 870                 /*
 871                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 872                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 873                  * when it starts in the near future.
 874                  */
 875                 pgdat->nr_zones = 0;
 876                 pgdat->kswapd_order = 0;
 877                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 878                 for_each_online_cpu(cpu) {
 879                         struct per_cpu_nodestat *p;
 880
 881                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
 882                         memset(p, 0, sizeof(*p));
 883                 }
 884         }
 885
 886         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 887
 888         pgdat->node_id = nid;
 889         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 890
 891         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 892         free_area_init_core_hotplug(nid);
 893
 894         /*
 895          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 896          * to access not-initialized zonelist, build here.
 897          */
 898         build_all_zonelists(pgdat);
 899
 900         /*
 901          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 902          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 903          * online_pages() and offline_pages().
 904          */
 905         reset_node_managed_pages(pgdat);
 906         reset_node_present_pages(pgdat);
 907
 908         return pgdat;
 909 }
 910
 911 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 912 {
 913         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 914
 915         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 916         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 917         arch_free_nodedata(pgdat);
 918 }
 919
 920
 921 /**
 922  * try_online_node - online a node if offlined
 923  * @nid: the node ID
 924  * @start: start addr of the node
 925  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 926  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 927  *
 928  * Returns:
 929  * 1 -> a new node has been allocated
 930  * 0 -> the node is already online
 931  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 932  */
 933 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 934 {
 935         pg_data_t *pgdat;
 936         int ret = 1;
 937
 938         if (node_online(nid))
 939                 return 0;
 940
 941         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 942         if (!pgdat) {
 943                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 944                 ret = -ENOMEM;
 945                 goto out;
 946         }
 947
 948         if (set_node_online) {
 949                 node_set_online(nid);
 950                 ret = register_one_node(nid);
 951                 BUG_ON(ret);
 952         }
 953 out:
 954         return ret;
 955 }
 956
 957 /*
 958  * Users of this function always want to online/register the node
 959  */
 960 int try_online_node(int nid)
 961 {
 962         int ret;
 963
 964         mem_hotplug_begin();
 965         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
 966         mem_hotplug_done();
 967         return ret;
 968 }
 969
 970 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
 971 {
 972         /* memory range must be block size aligned */
 973         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
 974             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
 975                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
 976                        memory_block_size_bytes(), start, size);
 977                 return -EINVAL;
 978         }
 979
 980         return 0;
 981 }
 982
 983 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
 984 {
 985         return device_online(&mem->dev);
 986 }
 987
 988 /*
 989  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
 990  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
 991  *
 992  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 993  */
 994 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
 995 {
 996         struct mhp_restrictions restrictions = {};
 997         u64 start, size;
 998         bool new_node = false;
 999         int ret;
1000
1001         start = res->start;
1002         size = resource_size(res);
1003
1004         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1005         if (ret)
1006                 return ret;
1007
1008         mem_hotplug_begin();
1009
1010         /*
1011          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1012          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1013          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1014          * be removed at hot-remove time.
1015          */
1016         memblock_add_node(start, size, nid);
1017
1018         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1019         if (ret < 0)
1020                 goto error;
1021         new_node = ret;
1022
1023         /* call arch's memory hotadd */
1024         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1025         if (ret < 0)
1026                 goto error;
1027
1028         /* create memory block devices after memory was added */
1029         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1030         if (ret) {
1031                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1032                 goto error;
1033         }
1034
1035         if (new_node) {
1036                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1037                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1038                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1039                  * We online node here. We can't roll back from here.
1040                  */
1041                 node_set_online(nid);
1042                 ret = __register_one_node(nid);
1043                 BUG_ON(ret);
1044         }
1045
1046         /* link memory sections under this node.*/
1047         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1048         BUG_ON(ret);
1049
1050         /* create new memmap entry */
1051         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1052
1053         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1054         mem_hotplug_done();
1055
1056         /* online pages if requested */
1057         if (memhp_auto_online)
1058                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1059
1060         return ret;
1061 error:
1062         /* rollback pgdat allocation and others */
1063         if (new_node)
1064                 rollback_node_hotadd(nid);
1065         memblock_remove(start, size);
1066         mem_hotplug_done();
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1071 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1072 {
1073         struct resource *res;
1074         int ret;
1075
1076         res = register_memory_resource(start, size);
1077         if (IS_ERR(res))
1078                 return PTR_ERR(res);
1079
1080         ret = add_memory_resource(nid, res);
1081         if (ret < 0)
1082                 release_memory_resource(res);
1083         return ret;
1084 }
1085
1086 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1087 {
1088         int rc;
1089
1090         lock_device_hotplug();
1091         rc = __add_memory(nid, start, size);
1092         unlock_device_hotplug();
1093
1094         return rc;
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1097
1098 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1099 /*
1100  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1101  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1102  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1103  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1104  * be located at the start of the pageblock
1105  */
1106 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1107 {
1108         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1109 }
1110
1111 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1112 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1113 {
1114         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1115
1116         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1117         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1118
1119         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1120         if (pageblock_free(page)) {
1121                 int order;
1122                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1123                 order = page_order(page);
1124                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1125                         return pfn + (1 << order);
1126         }
1127
1128         return pfn + pageblock_nr_pages;
1129 }
1130
1131 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1132 {
1133         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1134         struct zone *zone;
1135
1136         /*
1137          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1138          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1139          * the zone but still within the section.
1140          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1141          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1142          */
1143         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1144                 return false;
1145
1146         zone = page_zone(page);
1147         pfn = page_to_pfn(page);
1148         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1149                 return false;
1150
1151         return !has_unmovable_pages(zone, page, MIGRATE_MOVABLE,
1152                                     MEMORY_OFFLINE);
1153 }
1154
1155 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1156 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1157 {
1158         unsigned long end_pfn, pfn;
1159
1160         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1161                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1162
1163         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1164         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1165                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1166                         return false;
1167                 cond_resched();
1168         }
1169
1170         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1171         return true;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1176  * memory holes). When true, return the zone.
1177  */
1178 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1179                                   unsigned long end_pfn)
1180 {
1181         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1182         struct zone *zone = NULL;
1183         struct page *page;
1184         int i;
1185         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1186              pfn < end_pfn;
1187              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1188                 /* Make sure the memory section is present first */
1189                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1190                         continue;
1191                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1192                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1193                         i = 0;
1194                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1195                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1196                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1197                                 i++;
1198                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1199                                 continue;
1200                         /* Check if we got outside of the zone */
1201                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1202                                 return NULL;
1203                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1204                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1205                                 return NULL;
1206                         zone = page_zone(page);
1207                 }
1208         }
1209
1210         return zone;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1215  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1216  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1217  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1218  */
1219 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1220 {
1221         unsigned long pfn;
1222
1223         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1224                 struct page *page, *head;
1225                 unsigned long skip;
1226
1227                 if (!pfn_valid(pfn))
1228                         continue;
1229                 page = pfn_to_page(pfn);
1230                 if (PageLRU(page))
1231                         return pfn;
1232                 if (__PageMovable(page))
1233                         return pfn;
1234
1235                 if (!PageHuge(page))
1236                         continue;
1237                 head = compound_head(page);
1238                 if (page_huge_active(head))
1239                         return pfn;
1240                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1241                 pfn += skip - 1;
1242         }
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1247 {
1248         int nid = page_to_nid(page);
1249         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1250
1251         /*
1252          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1253          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1254          * of the only existing node)
1255          */
1256         node_clear(nid, nmask);
1257         if (nodes_empty(nmask))
1258                 node_set(nid, nmask);
1259
1260         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1261 }
1262
1263 static int
1264 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1265 {
1266         unsigned long pfn;
1267         struct page *page;
1268         int ret = 0;
1269         LIST_HEAD(source);
1270
1271         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1272                 if (!pfn_valid(pfn))
1273                         continue;
1274                 page = pfn_to_page(pfn);
1275
1276                 if (PageHuge(page)) {
1277                         struct page *head = compound_head(page);
1278                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1279                         isolate_huge_page(head, &source);
1280                         continue;
1281                 } else if (PageTransHuge(page))
1282                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1283                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1284
1285                 /*
1286                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1287                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1288                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1289                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1290                  * the unmap as the catch all safety net).
1291                  */
1292                 if (PageHWPoison(page)) {
1293                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1294                                 isolate_lru_page(page);
1295                         if (page_mapped(page))
1296                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1297                         continue;
1298                 }
1299
1300                 if (!get_page_unless_zero(page))
1301                         continue;
1302                 /*
1303                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1304                  * LRU and non-lru movable pages.
1305                  */
1306                 if (PageLRU(page))
1307                         ret = isolate_lru_page(page);
1308                 else
1309                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1310                 if (!ret) { /* Success */
1311                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1312                         if (!__PageMovable(page))
1313                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1314                                                     page_is_file_cache(page));
1315
1316                 } else {
1317                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1318                         dump_page(page, "isolation failed");
1319                 }
1320                 put_page(page);
1321         }
1322         if (!list_empty(&source)) {
1323                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1324                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1325                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1326                 if (ret) {
1327                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1328                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1329                                        page_to_pfn(page), ret);
1330                                 dump_page(page, "migration failure");
1331                         }
1332                         putback_movable_pages(&source);
1333                 }
1334         }
1335
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1340 static int
1341 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1342                         void *data)
1343 {
1344         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1345
1346         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1347         return 0;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1352  */
1353 static int
1354 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1355                         void *data)
1356 {
1357         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1358                                    MEMORY_OFFLINE);
1359 }
1360
1361 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1362 {
1363 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1364         movable_node_enabled = true;
1365 #else
1366         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1367 #endif
1368         return 0;
1369 }
1370 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1371
1372 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1373 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1374                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1375 {
1376         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1377         unsigned long present_pages = 0;
1378         enum zone_type zt;
1379
1380         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1381         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1382         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1383
1384         /*
1385          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1386          * If the memory to be offline is within the range
1387          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1388          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1389          * thus we can determine that we need to clear the node from
1390          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1391          */
1392         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1393                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1394         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1395                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1396
1397 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1398         /*
1399          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1400          * have normal memory or high memory.
1401          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1402          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1403          * we determine that the zones in that range become empty,
1404          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1405          */
1406         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1407         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1408                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1409 #endif
1410
1411         /*
1412          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1413          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1414          * as well.
1415          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1416          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1417          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1418          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1419          * it for N_MEMORY as well.
1420          */
1421         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1422
1423         if (nr_pages >= present_pages)
1424                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1425 }
1426
1427 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1428 {
1429         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1430                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1431
1432         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1433                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1434
1435         if (arg->status_change_nid >= 0)
1436                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1437 }
1438
1439 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1440                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1441 {
1442         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1443
1444         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1445         return 0;
1446 }
1447
1448 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1449                   unsigned long end_pfn)
1450 {
1451         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1452         unsigned long offlined_pages = 0;
1453         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1454         unsigned long flags;
1455         struct zone *zone;
1456         struct memory_notify arg;
1457         char *reason;
1458
1459         mem_hotplug_begin();
1460
1461         /*
1462          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1463          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1464          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1465          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1466          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1467          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1468          */
1469         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1470                               count_system_ram_pages_cb);
1471         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1472                 ret = -EINVAL;
1473                 reason = "memory holes";
1474                 goto failed_removal;
1475         }
1476
1477         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1478            we assume this for now. .*/
1479         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1480         if (!zone) {
1481                 ret = -EINVAL;
1482                 reason = "multizone range";
1483                 goto failed_removal;
1484         }
1485         node = zone_to_nid(zone);
1486
1487         /* set above range as isolated */
1488         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1489                                        MIGRATE_MOVABLE,
1490                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1491         if (ret < 0) {
1492                 reason = "failure to isolate range";
1493                 goto failed_removal;
1494         }
1495         nr_isolate_pageblock = ret;
1496
1497         arg.start_pfn = start_pfn;
1498         arg.nr_pages = nr_pages;
1499         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1500
1501         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1502         ret = notifier_to_errno(ret);
1503         if (ret) {
1504                 reason = "notifier failure";
1505                 goto failed_removal_isolated;
1506         }
1507
1508         do {
1509                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1510                         if (signal_pending(current)) {
1511                                 ret = -EINTR;
1512                                 reason = "signal backoff";
1513                                 goto failed_removal_isolated;
1514                         }
1515
1516                         cond_resched();
1517                         lru_add_drain_all();
1518
1519                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1520                         if (pfn) {
1521                                 /*
1522                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1523                                  * out
1524                                  */
1525                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1526                         }
1527                 }
1528
1529                 /*
1530                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1531                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1532                  * counting consistent.
1533                  */
1534                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1535                 if (ret) {
1536                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1537                         goto failed_removal_isolated;
1538                 }
1539                 /* check again */
1540                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1541                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1542         } while (ret);
1543
1544         /* Ok, all of our target is isolated.
1545            We cannot do rollback at this point. */
1546         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1547                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1548         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1549         /*
1550          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1551          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1552          * pageblocks zone counter here.
1553          */
1554         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1555         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1556         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1557
1558         /* removal success */
1559         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1560         zone->present_pages -= offlined_pages;
1561
1562         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1563         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1564         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1565
1566         init_per_zone_wmark_min();
1567
1568         if (!populated_zone(zone)) {
1569                 zone_pcp_reset(zone);
1570                 build_all_zonelists(NULL);
1571         } else
1572                 zone_pcp_update(zone);
1573
1574         node_states_clear_node(node, &arg);
1575         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1576                 kswapd_stop(node);
1577                 kcompactd_stop(node);
1578         }
1579
1580         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1581         writeback_set_ratelimit();
1582
1583         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1584         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1585         mem_hotplug_done();
1586         return 0;
1587
1588 failed_removal_isolated:
1589         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1590         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1591 failed_removal:
1592         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1593                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1594                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1595                  reason);
1596         /* pushback to free area */
1597         mem_hotplug_done();
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1602 {
1603         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1604 }
1605
1606 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1607 {
1608         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1609
1610         if (unlikely(ret)) {
1611                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1612
1613                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1614                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1615                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1616                         &beginpa, &endpa);
1617
1618                 return -EBUSY;
1619         }
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1624 {
1625         int cpu;
1626
1627         for_each_present_cpu(cpu) {
1628                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1629                         /*
1630                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1631                          * offline this node.
1632                          */
1633                         return -EBUSY;
1634         }
1635
1636         return 0;
1637 }
1638
1639 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1640 {
1641         int nid = *(int *)arg;
1642
1643         /*
1644          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1645          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1646          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1647          */
1648         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1649 }
1650
1651 /**
1652  * try_offline_node
1653  * @nid: the node ID
1654  *
1655  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1656  *
1657  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1658  * and online/offline operations before this call.
1659  */
1660 void try_offline_node(int nid)
1661 {
1662         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1663         int rc;
1664
1665         /*
1666          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1667          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1668          * e.g., after the memory block was onlined.
1669          */
1670         if (pgdat->node_spanned_pages)
1671                 return;
1672
1673         /*
1674          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1675          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1676          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1677          */
1678         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1679         if (rc)
1680                 return;
1681
1682         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1683                 return;
1684
1685         /*
1686          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1687          * node now.
1688          */
1689         node_set_offline(nid);
1690         unregister_one_node(nid);
1691 }
1692 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1693
1694 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1695                                       resource_size_t size)
1696 {
1697         int ret;
1698
1699         /*
1700          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1701          * this function never fails. It might only fail if resources
1702          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1703          * removing of memory cannot fail.
1704          */
1705         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1706         if (ret) {
1707                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1708
1709                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1710                         &start, &endres, ret);
1711         }
1712 }
1713
1714 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1715 {
1716         int rc = 0;
1717
1718         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1719
1720         /*
1721          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1722          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1723          * if this is not the case.
1724          */
1725         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1726         if (rc)
1727                 goto done;
1728
1729         /* remove memmap entry */
1730         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1731
1732         /*
1733          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1734          * a barrier against racing online attempts.
1735          */
1736         remove_memory_block_devices(start, size);
1737
1738         mem_hotplug_begin();
1739
1740         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1741         memblock_free(start, size);
1742         memblock_remove(start, size);
1743         __release_memory_resource(start, size);
1744
1745         try_offline_node(nid);
1746
1747 done:
1748         mem_hotplug_done();
1749         return rc;
1750 }
1751
1752 /**
1753  * remove_memory
1754  * @nid: the node ID
1755  * @start: physical address of the region to remove
1756  * @size: size of the region to remove
1757  *
1758  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1759  * and online/offline operations before this call, as required by
1760  * try_offline_node().
1761  */
1762 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1763 {
1764
1765         /*
1766          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1767          * function
1768          */
1769         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1770                 BUG();
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1775  * some memory is not offline
1776  */
1777 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1778 {
1779         int rc;
1780
1781         lock_device_hotplug();
1782         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1783         unlock_device_hotplug();
1784
1785         return rc;
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1788 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */