mm/memory_hotplug.c

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