mm/memory_hotplug.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   4  *
   5  *  Copyright (C)
   6  */
   7
   8 #include <linux/stddef.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/sched/signal.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/cpu.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/memremap.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/migrate.h>
  29 #include <linux/page-isolation.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/suspend.h>
  32 #include <linux/mm_inline.h>
  33 #include <linux/firmware-map.h>
  34 #include <linux/stop_machine.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38 #include <linux/rmap.h>
  39
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41
  42 #include "internal.h"
  43 #include "shuffle.h"
  44
  45 /*
  46  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  47  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  48  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  49  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  50  */
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 u64 max_mem_size = U64_MAX;
 100
 101 /* add this memory to iomem resource */
 102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 103 {
 104         struct resource *res;
 105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 106         char *resource_name = "System RAM";
 107
 108         if (start + size > max_mem_size)
 109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 110
 111         /*
 112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
 113          * a child of an existing resource that was present but
 114          * not marked as busy.
 115          */
 116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
 117                                resource_name, flags);
 118
 119         if (!res) {
 120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
 121                                 start, start + size);
 122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 123         }
 124         return res;
 125 }
 126
 127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 128 {
 129         if (!res)
 130                 return;
 131         release_resource(res);
 132         kfree(res);
 133 }
 134
 135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 137                       unsigned long type)
 138 {
 139         page->freelist = (void *)type;
 140         SetPagePrivate(page);
 141         set_page_private(page, info);
 142         page_ref_inc(page);
 143 }
 144
 145 void put_page_bootmem(struct page *page)
 146 {
 147         unsigned long type;
 148
 149         type = (unsigned long) page->freelist;
 150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 152
 153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 154                 page->freelist = NULL;
 155                 ClearPagePrivate(page);
 156                 set_page_private(page, 0);
 157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 158                 free_reserved_page(page);
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 165 {
 166         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 167         struct mem_section *ms;
 168         struct page *page, *memmap;
 169         struct mem_section_usage *usage;
 170
 171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 172         ms = __nr_to_section(section_nr);
 173
 174         /* Get section's memmap address */
 175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 176
 177         /*
 178          * Get page for the memmap's phys address
 179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 180          */
 181         page = virt_to_page(memmap);
 182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 184
 185         /* remember memmap's page */
 186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 188
 189         usage = ms->usage;
 190         page = virt_to_page(usage);
 191
 192         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 193
 194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 196
 197 }
 198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 200 {
 201         unsigned long mapsize, section_nr, i;
 202         struct mem_section *ms;
 203         struct page *page, *memmap;
 204         struct mem_section_usage *usage;
 205
 206         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 207         ms = __nr_to_section(section_nr);
 208
 209         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 210
 211         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 212
 213         usage = ms->usage;
 214         page = virt_to_page(usage);
 215
 216         mapsize = PAGE_ALIGN(mem_section_usage_size()) >> PAGE_SHIFT;
 217
 218         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 219                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 220 }
 221 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 222
 223 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 224 {
 225         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 226         int node = pgdat->node_id;
 227         struct page *page;
 228
 229         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 230         page = virt_to_page(pgdat);
 231
 232         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 233                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 234
 235         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 236         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 237
 238         /* register section info */
 239         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 240                 /*
 241                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 242                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 243                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 244                  * reside in some other nodes.
 245                  */
 246                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
 247                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 248         }
 249 }
 250 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 251
 252 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 253                 const char *reason)
 254 {
 255         /*
 256          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
 257          * allow operations smaller than a section for
 258          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
 259          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
 260          * memory that will be marked online, so this check should only
 261          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
 262          * add_memory_resource().
 263          */
 264         unsigned long min_align;
 265
 266         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
 267                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
 268         else
 269                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
 270         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
 271                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
 272                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
 273                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
 274                 return -EINVAL;
 275         }
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int check_hotplug_memory_addressable(unsigned long pfn,
 280                                             unsigned long nr_pages)
 281 {
 282         const u64 max_addr = PFN_PHYS(pfn + nr_pages) - 1;
 283
 284         if (max_addr >> MAX_PHYSMEM_BITS) {
 285                 const u64 max_allowed = (1ull << (MAX_PHYSMEM_BITS + 1)) - 1;
 286                 WARN(1,
 287                      "Hotplugged memory exceeds maximum addressable address, range=%#llx-%#llx, maximum=%#llx\n",
 288                      (u64)PFN_PHYS(pfn), max_addr, max_allowed);
 289                 return -E2BIG;
 290         }
 291
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 297  * expected that archs that support memory hotplug will
 298  * call this function after deciding the zone to which to
 299  * add the new pages.
 300  */
 301 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 302                 struct mhp_restrictions *restrictions)
 303 {
 304         int err;
 305         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 306         struct vmem_altmap *altmap = restrictions->altmap;
 307
 308         err = check_hotplug_memory_addressable(pfn, nr_pages);
 309         if (err)
 310                 return err;
 311
 312         if (altmap) {
 313                 /*
 314                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 315                  */
 316                 if (altmap->base_pfn != pfn
 317                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 318                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 319                         return -EINVAL;
 320                 }
 321                 altmap->alloc = 0;
 322         }
 323
 324         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
 325         if (err)
 326                 return err;
 327
 328         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 329         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 330         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 331                 unsigned long pfns;
 332
 333                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 334                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 335                 err = sparse_add_section(nid, pfn, pfns, altmap);
 336                 if (err)
 337                         break;
 338                 pfn += pfns;
 339                 nr_pages -= pfns;
 340                 cond_resched();
 341         }
 342         vmemmap_populate_print_last();
 343         return err;
 344 }
 345
 346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 348                                      unsigned long start_pfn,
 349                                      unsigned long end_pfn)
 350 {
 351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
 353                         continue;
 354
 355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 356                         continue;
 357
 358                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 359                         continue;
 360
 361                 return start_pfn;
 362         }
 363
 364         return 0;
 365 }
 366
 367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 369                                     unsigned long start_pfn,
 370                                     unsigned long end_pfn)
 371 {
 372         unsigned long pfn;
 373
 374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 375         pfn = end_pfn - 1;
 376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
 377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 378                         continue;
 379
 380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 381                         continue;
 382
 383                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 384                         continue;
 385
 386                 return pfn;
 387         }
 388
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 393                              unsigned long end_pfn)
 394 {
 395         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 396         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 397         unsigned long zone_end_pfn = z;
 398         unsigned long pfn;
 399         int nid = zone_to_nid(zone);
 400
 401         zone_span_writelock(zone);
 402         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 403                 /*
 404                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 405                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 406                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 407                  * for shrinking zone.
 408                  */
 409                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 410                                                 zone_end_pfn);
 411                 if (pfn) {
 412                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 413                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 414                 }
 415         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 416                 /*
 417                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 418                  * shrink zone->spanned_pages.
 419                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 420                  * shrinking zone.
 421                  */
 422                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 423                                                start_pfn);
 424                 if (pfn)
 425                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 426         }
 427
 428         /*
 429          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 430          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 431          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 432          * it check the zone has only hole or not.
 433          */
 434         pfn = zone_start_pfn;
 435         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
 436                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
 437                         continue;
 438
 439                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 440                         continue;
 441
 442                 /* Skip range to be removed */
 443                 if (pfn >= start_pfn && pfn < end_pfn)
 444                         continue;
 445
 446                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 447                 zone_span_writeunlock(zone);
 448                 return;
 449         }
 450
 451         /* The zone has no valid section */
 452         zone->zone_start_pfn = 0;
 453         zone->spanned_pages = 0;
 454         zone_span_writeunlock(zone);
 455 }
 456
 457 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
 458 {
 459         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
 460         struct zone *zone;
 461
 462         for (zone = pgdat->node_zones;
 463              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
 464                 unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn +
 465                                              zone->spanned_pages;
 466
 467                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
 468                 if (!zone->spanned_pages)
 469                         continue;
 470                 if (!node_end_pfn) {
 471                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 472                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 473                         continue;
 474                 }
 475
 476                 if (zone_end_pfn > node_end_pfn)
 477                         node_end_pfn = zone_end_pfn;
 478                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
 479                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 480         }
 481
 482         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
 483         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
 484 }
 485
 486 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
 487                                       unsigned long start_pfn,
 488                                       unsigned long nr_pages)
 489 {
 490         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 491         unsigned long flags;
 492
 493 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
 494         /*
 495          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
 496          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
 497          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
 498          */
 499         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
 500                 return;
 501 #endif
 502
 503         clear_zone_contiguous(zone);
 504
 505         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 506         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 507         update_pgdat_span(pgdat);
 508         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 509
 510         set_zone_contiguous(zone);
 511 }
 512
 513 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 514                              unsigned long map_offset,
 515                              struct vmem_altmap *altmap)
 516 {
 517         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pfn_to_section_nr(pfn));
 518
 519         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
 520                 return;
 521
 522         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
 523 }
 524
 525 /**
 526  * __remove_pages() - remove sections of pages
 527  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 528  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 529  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
 530  *
 531  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 532  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 533  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 534  * calling offline_pages().
 535  */
 536 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 537                     struct vmem_altmap *altmap)
 538 {
 539         unsigned long map_offset = 0;
 540         unsigned long nr, start_sec, end_sec;
 541
 542         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 543
 544         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
 545                 return;
 546
 547         start_sec = pfn_to_section_nr(pfn);
 548         end_sec = pfn_to_section_nr(pfn + nr_pages - 1);
 549         for (nr = start_sec; nr <= end_sec; nr++) {
 550                 unsigned long pfns;
 551
 552                 cond_resched();
 553                 pfns = min(nr_pages, PAGES_PER_SECTION
 554                                 - (pfn & ~PAGE_SECTION_MASK));
 555                 __remove_section(pfn, pfns, map_offset, altmap);
 556                 pfn += pfns;
 557                 nr_pages -= pfns;
 558                 map_offset = 0;
 559         }
 560 }
 561
 562 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 563 {
 564         int rc = -EINVAL;
 565
 566         get_online_mems();
 567         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 568
 569         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 570                 online_page_callback = callback;
 571                 rc = 0;
 572         }
 573
 574         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 575         put_online_mems();
 576
 577         return rc;
 578 }
 579 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 580
 581 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 582 {
 583         int rc = -EINVAL;
 584
 585         get_online_mems();
 586         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 587
 588         if (online_page_callback == callback) {
 589                 online_page_callback = generic_online_page;
 590                 rc = 0;
 591         }
 592
 593         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 594         put_online_mems();
 595
 596         return rc;
 597 }
 598 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 599
 600 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
 601 {
 602         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
 603         __free_pages_core(page, order);
 604         totalram_pages_add(1UL << order);
 605 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 606         if (PageHighMem(page))
 607                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
 608 #endif
 609 }
 610 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
 611
 612 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 613                         void *arg)
 614 {
 615         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 616         unsigned long pfn;
 617         int order;
 618
 619         /*
 620          * Online the pages. The callback might decide to keep some pages
 621          * PG_reserved (to add them to the buddy later), but we still account
 622          * them as being online/belonging to this zone ("present").
 623          */
 624         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += 1ul << order) {
 625                 order = min(MAX_ORDER - 1, get_order(PFN_PHYS(end_pfn - pfn)));
 626                 /* __free_pages_core() wants pfns to be aligned to the order */
 627                 if (WARN_ON_ONCE(!IS_ALIGNED(pfn, 1ul << order)))
 628                         order = 0;
 629                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
 630         }
 631
 632         /* mark all involved sections as online */
 633         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
 634
 635         *(unsigned long *)arg += nr_pages;
 636         return 0;
 637 }
 638
 639 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 640 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 641         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 642 {
 643         int nid = zone_to_nid(zone);
 644
 645         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
 646         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
 647         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
 648
 649         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 650                 arg->status_change_nid = nid;
 651         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 652                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 653 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 654         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 655                 arg->status_change_nid_high = nid;
 656 #endif
 657 }
 658
 659 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 660 {
 661         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 662                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 663
 664         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 665                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 666
 667         if (arg->status_change_nid >= 0)
 668                 node_set_state(node, N_MEMORY);
 669 }
 670
 671 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 672                 unsigned long nr_pages)
 673 {
 674         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 675
 676         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 677                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 678
 679         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 680 }
 681
 682 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 683                                      unsigned long nr_pages)
 684 {
 685         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 686
 687         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 688                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 689
 690         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 691
 692 }
 693 /*
 694  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
 695  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
 696  * call, all affected pages are PG_reserved.
 697  */
 698 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 699                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
 700 {
 701         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 702         int nid = pgdat->node_id;
 703         unsigned long flags;
 704
 705         clear_zone_contiguous(zone);
 706
 707         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 708         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 709         zone_span_writelock(zone);
 710         if (zone_is_empty(zone))
 711                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 712         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 713         zone_span_writeunlock(zone);
 714         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 715         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 716
 717         /*
 718          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 719          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 720          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 721          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 722          */
 723         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
 724                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
 725
 726         set_zone_contiguous(zone);
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 731  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 732  * to the ZONE_NORMAL.
 733  */
 734 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 735                 unsigned long nr_pages)
 736 {
 737         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 738         int zid;
 739
 740         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 741                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 742
 743                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 744                         return zone;
 745         }
 746
 747         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 748 }
 749
 750 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 751                 unsigned long nr_pages)
 752 {
 753         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
 754                         nr_pages);
 755         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 756         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
 757         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
 758
 759         /*
 760          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
 761          * overlap in the given range
 762          */
 763         if (in_kernel ^ in_movable)
 764                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
 765
 766         /*
 767          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
 768          * given range then we use movable zone only if movable_node is
 769          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
 770          */
 771         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
 772 }
 773
 774 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
 775                 unsigned long nr_pages)
 776 {
 777         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
 778                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 779
 780         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
 781                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 782
 783         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 784 }
 785
 786 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
 787                        int online_type, int nid)
 788 {
 789         unsigned long flags;
 790         unsigned long onlined_pages = 0;
 791         struct zone *zone;
 792         int need_zonelists_rebuild = 0;
 793         int ret;
 794         struct memory_notify arg;
 795
 796         mem_hotplug_begin();
 797
 798         /* associate pfn range with the zone */
 799         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 800         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL);
 801
 802         arg.start_pfn = pfn;
 803         arg.nr_pages = nr_pages;
 804         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 805
 806         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 807         ret = notifier_to_errno(ret);
 808         if (ret)
 809                 goto failed_addition;
 810
 811         /*
 812          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 813          * This means the page allocator ignores this zone.
 814          * So, zonelist must be updated after online.
 815          */
 816         if (!populated_zone(zone)) {
 817                 need_zonelists_rebuild = 1;
 818                 setup_zone_pageset(zone);
 819         }
 820
 821         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 822                 online_pages_range);
 823         if (ret) {
 824                 /* not a single memory resource was applicable */
 825                 if (need_zonelists_rebuild)
 826                         zone_pcp_reset(zone);
 827                 goto failed_addition;
 828         }
 829
 830         zone->present_pages += onlined_pages;
 831
 832         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 833         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 834         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 835
 836         shuffle_zone(zone);
 837
 838         node_states_set_node(nid, &arg);
 839         if (need_zonelists_rebuild)
 840                 build_all_zonelists(NULL);
 841         else
 842                 zone_pcp_update(zone);
 843
 844         init_per_zone_wmark_min();
 845
 846         kswapd_run(nid);
 847         kcompactd_run(nid);
 848
 849         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 850
 851         writeback_set_ratelimit();
 852
 853         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 854         mem_hotplug_done();
 855         return 0;
 856
 857 failed_addition:
 858         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 859                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 860                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 861         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 862         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
 863         mem_hotplug_done();
 864         return ret;
 865 }
 866 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 867
 868 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
 869 {
 870         struct zone *z;
 871
 872         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
 873                 z->present_pages = 0;
 874
 875         pgdat->node_present_pages = 0;
 876 }
 877
 878 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 879 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 880 {
 881         struct pglist_data *pgdat;
 882         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 883
 884         pgdat = NODE_DATA(nid);
 885         if (!pgdat) {
 886                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 887                 if (!pgdat)
 888                         return NULL;
 889
 890                 pgdat->per_cpu_nodestats =
 891                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
 892                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 893         } else {
 894                 int cpu;
 895                 /*
 896                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
 897                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
 898                  * when it starts in the near future.
 899                  */
 900                 pgdat->nr_zones = 0;
 901                 pgdat->kswapd_order = 0;
 902                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
 903                 for_each_online_cpu(cpu) {
 904                         struct per_cpu_nodestat *p;
 905
 906                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
 907                         memset(p, 0, sizeof(*p));
 908                 }
 909         }
 910
 911         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 912
 913         pgdat->node_id = nid;
 914         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 915
 916         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 917         free_area_init_core_hotplug(nid);
 918
 919         /*
 920          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 921          * to access not-initialized zonelist, build here.
 922          */
 923         build_all_zonelists(pgdat);
 924
 925         /*
 926          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
 927          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
 928          * online_pages() and offline_pages().
 929          */
 930         reset_node_managed_pages(pgdat);
 931         reset_node_present_pages(pgdat);
 932
 933         return pgdat;
 934 }
 935
 936 static void rollback_node_hotadd(int nid)
 937 {
 938         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
 939
 940         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 941         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
 942         arch_free_nodedata(pgdat);
 943 }
 944
 945
 946 /**
 947  * try_online_node - online a node if offlined
 948  * @nid: the node ID
 949  * @start: start addr of the node
 950  * @set_node_online: Whether we want to online the node
 951  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 952  *
 953  * Returns:
 954  * 1 -> a new node has been allocated
 955  * 0 -> the node is already online
 956  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
 957  */
 958 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
 959 {
 960         pg_data_t *pgdat;
 961         int ret = 1;
 962
 963         if (node_online(nid))
 964                 return 0;
 965
 966         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 967         if (!pgdat) {
 968                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
 969                 ret = -ENOMEM;
 970                 goto out;
 971         }
 972
 973         if (set_node_online) {
 974                 node_set_online(nid);
 975                 ret = register_one_node(nid);
 976                 BUG_ON(ret);
 977         }
 978 out:
 979         return ret;
 980 }
 981
 982 /*
 983  * Users of this function always want to online/register the node
 984  */
 985 int try_online_node(int nid)
 986 {
 987         int ret;
 988
 989         mem_hotplug_begin();
 990         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
 991         mem_hotplug_done();
 992         return ret;
 993 }
 994
 995 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
 996 {
 997         /* memory range must be block size aligned */
 998         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
 999             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1000                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1001                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1002                 return -EINVAL;
1003         }
1004
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1009 {
1010         return device_online(&mem->dev);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1015  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1016  *
1017  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1018  */
1019 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1020 {
1021         struct mhp_restrictions restrictions = {};
1022         u64 start, size;
1023         bool new_node = false;
1024         int ret;
1025
1026         start = res->start;
1027         size = resource_size(res);
1028
1029         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1030         if (ret)
1031                 return ret;
1032
1033         mem_hotplug_begin();
1034
1035         /*
1036          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1037          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1038          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1039          * be removed at hot-remove time.
1040          */
1041         memblock_add_node(start, size, nid);
1042
1043         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1044         if (ret < 0)
1045                 goto error;
1046         new_node = ret;
1047
1048         /* call arch's memory hotadd */
1049         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &restrictions);
1050         if (ret < 0)
1051                 goto error;
1052
1053         /* create memory block devices after memory was added */
1054         ret = create_memory_block_devices(start, size);
1055         if (ret) {
1056                 arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1057                 goto error;
1058         }
1059
1060         if (new_node) {
1061                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1062                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1063                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1064                  * We online node here. We can't roll back from here.
1065                  */
1066                 node_set_online(nid);
1067                 ret = __register_one_node(nid);
1068                 BUG_ON(ret);
1069         }
1070
1071         /* link memory sections under this node.*/
1072         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1073         BUG_ON(ret);
1074
1075         /* create new memmap entry */
1076         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1077
1078         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1079         mem_hotplug_done();
1080
1081         /* online pages if requested */
1082         if (memhp_auto_online)
1083                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1084
1085         return ret;
1086 error:
1087         /* rollback pgdat allocation and others */
1088         if (new_node)
1089                 rollback_node_hotadd(nid);
1090         memblock_remove(start, size);
1091         mem_hotplug_done();
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1096 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1097 {
1098         struct resource *res;
1099         int ret;
1100
1101         res = register_memory_resource(start, size);
1102         if (IS_ERR(res))
1103                 return PTR_ERR(res);
1104
1105         ret = add_memory_resource(nid, res);
1106         if (ret < 0)
1107                 release_memory_resource(res);
1108         return ret;
1109 }
1110
1111 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1112 {
1113         int rc;
1114
1115         lock_device_hotplug();
1116         rc = __add_memory(nid, start, size);
1117         unlock_device_hotplug();
1118
1119         return rc;
1120 }
1121 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1122
1123 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1124 /*
1125  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1126  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1127  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1128  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1129  * be located at the start of the pageblock
1130  */
1131 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1132 {
1133         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1134 }
1135
1136 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1137 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1138 {
1139         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1140
1141         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1142         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1143
1144         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1145         if (pageblock_free(page)) {
1146                 int order;
1147                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1148                 order = page_order(page);
1149                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1150                         return pfn + (1 << order);
1151         }
1152
1153         return pfn + pageblock_nr_pages;
1154 }
1155
1156 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1157 {
1158         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1159         struct zone *zone;
1160
1161         /*
1162          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1163          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1164          * the zone but still within the section.
1165          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1166          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1167          */
1168         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1169                 return false;
1170
1171         zone = page_zone(page);
1172         pfn = page_to_pfn(page);
1173         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1174                 return false;
1175
1176         return !has_unmovable_pages(zone, page, MIGRATE_MOVABLE,
1177                                     MEMORY_OFFLINE);
1178 }
1179
1180 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1181 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1182 {
1183         unsigned long end_pfn, pfn;
1184
1185         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1186                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1187
1188         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1189         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1190                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1191                         return false;
1192                 cond_resched();
1193         }
1194
1195         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1196         return true;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1201  * When true, return its valid [start, end).
1202  */
1203 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1204                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1205 {
1206         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1207         unsigned long start, end;
1208         struct zone *zone = NULL;
1209         struct page *page;
1210         int i;
1211         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1212              pfn < end_pfn;
1213              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1214                 /* Make sure the memory section is present first */
1215                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1216                         continue;
1217                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1218                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1219                         i = 0;
1220                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1221                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1222                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1223                                 i++;
1224                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1225                                 continue;
1226                         /* Check if we got outside of the zone */
1227                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1228                                 return 0;
1229                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1230                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1231                                 return 0;
1232                         if (!zone)
1233                                 start = pfn + i;
1234                         zone = page_zone(page);
1235                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1236                 }
1237         }
1238
1239         if (zone) {
1240                 *valid_start = start;
1241                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1242                 return 1;
1243         } else {
1244                 return 0;
1245         }
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1250  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1251  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1252  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1253  */
1254 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1255 {
1256         unsigned long pfn;
1257
1258         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1259                 struct page *page, *head;
1260                 unsigned long skip;
1261
1262                 if (!pfn_valid(pfn))
1263                         continue;
1264                 page = pfn_to_page(pfn);
1265                 if (PageLRU(page))
1266                         return pfn;
1267                 if (__PageMovable(page))
1268                         return pfn;
1269
1270                 if (!PageHuge(page))
1271                         continue;
1272                 head = compound_head(page);
1273                 if (page_huge_active(head))
1274                         return pfn;
1275                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1276                 pfn += skip - 1;
1277         }
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1282 {
1283         int nid = page_to_nid(page);
1284         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1285
1286         /*
1287          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1288          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1289          * of the only existing node)
1290          */
1291         node_clear(nid, nmask);
1292         if (nodes_empty(nmask))
1293                 node_set(nid, nmask);
1294
1295         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1296 }
1297
1298 static int
1299 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1300 {
1301         unsigned long pfn;
1302         struct page *page;
1303         int ret = 0;
1304         LIST_HEAD(source);
1305
1306         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1307                 if (!pfn_valid(pfn))
1308                         continue;
1309                 page = pfn_to_page(pfn);
1310
1311                 if (PageHuge(page)) {
1312                         struct page *head = compound_head(page);
1313                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1314                         isolate_huge_page(head, &source);
1315                         continue;
1316                 } else if (PageTransHuge(page))
1317                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1318                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1319
1320                 /*
1321                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1322                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1323                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1324                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1325                  * the unmap as the catch all safety net).
1326                  */
1327                 if (PageHWPoison(page)) {
1328                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1329                                 isolate_lru_page(page);
1330                         if (page_mapped(page))
1331                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1332                         continue;
1333                 }
1334
1335                 if (!get_page_unless_zero(page))
1336                         continue;
1337                 /*
1338                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1339                  * LRU and non-lru movable pages.
1340                  */
1341                 if (PageLRU(page))
1342                         ret = isolate_lru_page(page);
1343                 else
1344                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1345                 if (!ret) { /* Success */
1346                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1347                         if (!__PageMovable(page))
1348                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1349                                                     page_is_file_cache(page));
1350
1351                 } else {
1352                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1353                         dump_page(page, "isolation failed");
1354                 }
1355                 put_page(page);
1356         }
1357         if (!list_empty(&source)) {
1358                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1359                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1360                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1361                 if (ret) {
1362                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1363                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1364                                        page_to_pfn(page), ret);
1365                                 dump_page(page, "migration failure");
1366                         }
1367                         putback_movable_pages(&source);
1368                 }
1369         }
1370
1371         return ret;
1372 }
1373
1374 /* Mark all sections offline and remove all free pages from the buddy. */
1375 static int
1376 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1377                         void *data)
1378 {
1379         unsigned long *offlined_pages = (unsigned long *)data;
1380
1381         *offlined_pages += __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1382         return 0;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1387  */
1388 static int
1389 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1390                         void *data)
1391 {
1392         return test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages,
1393                                    MEMORY_OFFLINE);
1394 }
1395
1396 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1397 {
1398 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1399         movable_node_enabled = true;
1400 #else
1401         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1402 #endif
1403         return 0;
1404 }
1405 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1406
1407 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1408 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1409                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1410 {
1411         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1412         unsigned long present_pages = 0;
1413         enum zone_type zt;
1414
1415         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1416         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1417         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1418
1419         /*
1420          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1421          * If the memory to be offline is within the range
1422          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1423          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1424          * thus we can determine that we need to clear the node from
1425          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1426          */
1427         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1428                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1429         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1430                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1431
1432 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1433         /*
1434          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1435          * have normal memory or high memory.
1436          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1437          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1438          * we determine that the zones in that range become empty,
1439          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1440          */
1441         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1442         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1443                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1444 #endif
1445
1446         /*
1447          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1448          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1449          * as well.
1450          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1451          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1452          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1453          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1454          * it for N_MEMORY as well.
1455          */
1456         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1457
1458         if (nr_pages >= present_pages)
1459                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1460 }
1461
1462 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1463 {
1464         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1465                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1466
1467         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1468                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1469
1470         if (arg->status_change_nid >= 0)
1471                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1472 }
1473
1474 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1475                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1476 {
1477         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1478
1479         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1484                   unsigned long end_pfn)
1485 {
1486         unsigned long pfn, nr_pages = 0;
1487         unsigned long offlined_pages = 0;
1488         int ret, node, nr_isolate_pageblock;
1489         unsigned long flags;
1490         unsigned long valid_start, valid_end;
1491         struct zone *zone;
1492         struct memory_notify arg;
1493         char *reason;
1494
1495         mem_hotplug_begin();
1496
1497         /*
1498          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1499          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1500          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1501          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1502          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1503          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1504          */
1505         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &nr_pages,
1506                               count_system_ram_pages_cb);
1507         if (nr_pages != end_pfn - start_pfn) {
1508                 ret = -EINVAL;
1509                 reason = "memory holes";
1510                 goto failed_removal;
1511         }
1512
1513         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1514            we assume this for now. .*/
1515         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1516                                   &valid_end)) {
1517                 ret = -EINVAL;
1518                 reason = "multizone range";
1519                 goto failed_removal;
1520         }
1521
1522         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1523         node = zone_to_nid(zone);
1524
1525         /* set above range as isolated */
1526         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1527                                        MIGRATE_MOVABLE,
1528                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1529         if (ret < 0) {
1530                 reason = "failure to isolate range";
1531                 goto failed_removal;
1532         }
1533         nr_isolate_pageblock = ret;
1534
1535         arg.start_pfn = start_pfn;
1536         arg.nr_pages = nr_pages;
1537         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1538
1539         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1540         ret = notifier_to_errno(ret);
1541         if (ret) {
1542                 reason = "notifier failure";
1543                 goto failed_removal_isolated;
1544         }
1545
1546         do {
1547                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1548                         if (signal_pending(current)) {
1549                                 ret = -EINTR;
1550                                 reason = "signal backoff";
1551                                 goto failed_removal_isolated;
1552                         }
1553
1554                         cond_resched();
1555                         lru_add_drain_all();
1556
1557                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1558                         if (pfn) {
1559                                 /*
1560                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1561                                  * out
1562                                  */
1563                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1564                         }
1565                 }
1566
1567                 /*
1568                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1569                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1570                  * counting consistent.
1571                  */
1572                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1573                 if (ret) {
1574                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1575                         goto failed_removal_isolated;
1576                 }
1577                 /* check again */
1578                 ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1579                                             NULL, check_pages_isolated_cb);
1580         } while (ret);
1581
1582         /* Ok, all of our target is isolated.
1583            We cannot do rollback at this point. */
1584         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn,
1585                               &offlined_pages, offline_isolated_pages_cb);
1586         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1587         /*
1588          * Onlining will reset pagetype flags and makes migrate type
1589          * MOVABLE, so just need to decrease the number of isolated
1590          * pageblocks zone counter here.
1591          */
1592         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1593         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_isolate_pageblock;
1594         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1595
1596         /* removal success */
1597         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1598         zone->present_pages -= offlined_pages;
1599
1600         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1601         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1602         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1603
1604         init_per_zone_wmark_min();
1605
1606         if (!populated_zone(zone)) {
1607                 zone_pcp_reset(zone);
1608                 build_all_zonelists(NULL);
1609         } else
1610                 zone_pcp_update(zone);
1611
1612         node_states_clear_node(node, &arg);
1613         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1614                 kswapd_stop(node);
1615                 kcompactd_stop(node);
1616         }
1617
1618         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1619         writeback_set_ratelimit();
1620
1621         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1622         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1623         mem_hotplug_done();
1624         return 0;
1625
1626 failed_removal_isolated:
1627         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1628         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1629 failed_removal:
1630         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1631                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1632                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1633                  reason);
1634         /* pushback to free area */
1635         mem_hotplug_done();
1636         return ret;
1637 }
1638
1639 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1640 {
1641         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1642 }
1643
1644 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1645 {
1646         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1647
1648         if (unlikely(ret)) {
1649                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1650
1651                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1652                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1653                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1654                         &beginpa, &endpa);
1655
1656                 return -EBUSY;
1657         }
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1662 {
1663         int cpu;
1664
1665         for_each_present_cpu(cpu) {
1666                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1667                         /*
1668                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1669                          * offline this node.
1670                          */
1671                         return -EBUSY;
1672         }
1673
1674         return 0;
1675 }
1676
1677 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1678 {
1679         int nid = *(int *)arg;
1680
1681         /*
1682          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
1683          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
1684          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
1685          */
1686         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
1687 }
1688
1689 /**
1690  * try_offline_node
1691  * @nid: the node ID
1692  *
1693  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1694  *
1695  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1696  * and online/offline operations before this call.
1697  */
1698 void try_offline_node(int nid)
1699 {
1700         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1701         int rc;
1702
1703         /*
1704          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
1705          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
1706          * e.g., after the memory block was onlined.
1707          */
1708         if (pgdat->node_spanned_pages)
1709                 return;
1710
1711         /*
1712          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
1713          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
1714          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
1715          */
1716         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
1717         if (rc)
1718                 return;
1719
1720         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1721                 return;
1722
1723         /*
1724          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1725          * node now.
1726          */
1727         node_set_offline(nid);
1728         unregister_one_node(nid);
1729 }
1730 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1731
1732 static void __release_memory_resource(resource_size_t start,
1733                                       resource_size_t size)
1734 {
1735         int ret;
1736
1737         /*
1738          * When removing memory in the same granularity as it was added,
1739          * this function never fails. It might only fail if resources
1740          * have to be adjusted or split. We'll ignore the error, as
1741          * removing of memory cannot fail.
1742          */
1743         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
1744         if (ret) {
1745                 resource_size_t endres = start + size - 1;
1746
1747                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
1748                         &start, &endres, ret);
1749         }
1750 }
1751
1752 static int __ref try_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1753 {
1754         int rc = 0;
1755
1756         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1757
1758         /*
1759          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1760          * whether all memory blocks in question are offline and return error
1761          * if this is not the case.
1762          */
1763         rc = walk_memory_blocks(start, size, NULL, check_memblock_offlined_cb);
1764         if (rc)
1765                 goto done;
1766
1767         /* remove memmap entry */
1768         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1769
1770         /*
1771          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
1772          * a barrier against racing online attempts.
1773          */
1774         remove_memory_block_devices(start, size);
1775
1776         mem_hotplug_begin();
1777
1778         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1779         memblock_free(start, size);
1780         memblock_remove(start, size);
1781         __release_memory_resource(start, size);
1782
1783         try_offline_node(nid);
1784
1785 done:
1786         mem_hotplug_done();
1787         return rc;
1788 }
1789
1790 /**
1791  * remove_memory
1792  * @nid: the node ID
1793  * @start: physical address of the region to remove
1794  * @size: size of the region to remove
1795  *
1796  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1797  * and online/offline operations before this call, as required by
1798  * try_offline_node().
1799  */
1800 void __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1801 {
1802
1803         /*
1804          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
1805          * function
1806          */
1807         if (try_remove_memory(nid, start, size))
1808                 BUG();
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
1813  * some memory is not offline
1814  */
1815 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1816 {
1817         int rc;
1818
1819         lock_device_hotplug();
1820         rc  = try_remove_memory(nid, start, size);
1821         unlock_device_hotplug();
1822
1823         return rc;
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1826 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */