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