477e183a4ac7e3095eb4927697e94609a4be7644
[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/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 hotplug_memory_register(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         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1087         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1088         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1089         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1090
1091         /* memory range must be block size aligned */
1092         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1093             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1094                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1095                        block_sz, start, size);
1096                 return -EINVAL;
1097         }
1098
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1103 {
1104         return device_online(&mem->dev);
1105 }
1106
1107 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1108 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1109 {
1110         u64 start, size;
1111         pg_data_t *pgdat = NULL;
1112         bool new_pgdat;
1113         bool new_node;
1114         int ret;
1115
1116         start = res->start;
1117         size = resource_size(res);
1118
1119         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1120         if (ret)
1121                 return ret;
1122
1123         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1124                 void *p = NODE_DATA(nid);
1125                 new_pgdat = !p;
1126         }
1127
1128         mem_hotplug_begin();
1129
1130         /*
1131          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1132          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1133          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1134          * be removed at hot-remove time.
1135          */
1136         memblock_add_node(start, size, nid);
1137
1138         new_node = !node_online(nid);
1139         if (new_node) {
1140                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1141                 ret = -ENOMEM;
1142                 if (!pgdat)
1143                         goto error;
1144         }
1145
1146         /* call arch's memory hotadd */
1147         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1148
1149         if (ret < 0)
1150                 goto error;
1151
1152         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1153         node_set_online(nid);
1154
1155         if (new_node) {
1156                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1157                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1158
1159                 ret = __register_one_node(nid);
1160                 if (ret)
1161                         goto register_fail;
1162
1163                 /*
1164                  * link memory sections under this node. This is already
1165                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1166                  * but that depends to have the node registered so offline
1167                  * nodes have to go through register_node.
1168                  * TODO clean up this mess.
1169                  */
1170                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1171 register_fail:
1172                 /*
1173                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1174                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1175                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1176                  */
1177                 BUG_ON(ret);
1178         }
1179
1180         /* create new memmap entry */
1181         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1182
1183         /* online pages if requested */
1184         if (online)
1185                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1186                                   NULL, online_memory_block);
1187
1188         goto out;
1189
1190 error:
1191         /* rollback pgdat allocation and others */
1192         if (new_pgdat && pgdat)
1193                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1194         memblock_remove(start, size);
1195
1196 out:
1197         mem_hotplug_done();
1198         return ret;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1201
1202 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1203 {
1204         struct resource *res;
1205         int ret;
1206
1207         res = register_memory_resource(start, size);
1208         if (IS_ERR(res))
1209                 return PTR_ERR(res);
1210
1211         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1212         if (ret < 0)
1213                 release_memory_resource(res);
1214         return ret;
1215 }
1216 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1217
1218 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1219 /*
1220  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1221  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1222  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1223  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1224  * be located at the start of the pageblock
1225  */
1226 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1227 {
1228         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1229 }
1230
1231 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1232 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1233 {
1234         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1235         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1236
1237         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1238         if (pageblock_free(page)) {
1239                 int order;
1240                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1241                 order = page_order(page);
1242                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1243                         return page + (1 << order);
1244         }
1245
1246         return page + pageblock_nr_pages;
1247 }
1248
1249 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1250 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1251 {
1252         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1253         struct page *end_page = page + nr_pages;
1254
1255         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1256         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1257                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1258                         return false;
1259                 cond_resched();
1260         }
1261
1262         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1263         return true;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1268  * When true, return its valid [start, end).
1269  */
1270 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1271                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1272 {
1273         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1274         unsigned long start, end;
1275         struct zone *zone = NULL;
1276         struct page *page;
1277         int i;
1278         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1279              pfn < end_pfn;
1280              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1281                 /* Make sure the memory section is present first */
1282                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1283                         continue;
1284                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1285                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1286                         i = 0;
1287                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1288                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1289                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1290                                 i++;
1291                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1292                                 continue;
1293                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1294                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1295                                 return 0;
1296                         if (!zone)
1297                                 start = pfn + i;
1298                         zone = page_zone(page);
1299                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1300                 }
1301         }
1302
1303         if (zone) {
1304                 *valid_start = start;
1305                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1306                 return 1;
1307         } else {
1308                 return 0;
1309         }
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1314  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1315  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1316  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1317  */
1318 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1319 {
1320         unsigned long pfn;
1321         struct page *page;
1322         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1323                 if (pfn_valid(pfn)) {
1324                         page = pfn_to_page(pfn);
1325                         if (PageLRU(page))
1326                                 return pfn;
1327                         if (__PageMovable(page))
1328                                 return pfn;
1329                         if (PageHuge(page)) {
1330                                 if (page_huge_active(page))
1331                                         return pfn;
1332                                 else
1333                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1334                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1335                         }
1336                 }
1337         }
1338         return 0;
1339 }
1340
1341 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1342                 int **result)
1343 {
1344         int nid = page_to_nid(page);
1345         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1346
1347         /*
1348          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1349          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1350          * of the only existing node)
1351          */
1352         node_clear(nid, nmask);
1353         if (nodes_empty(nmask))
1354                 node_set(nid, nmask);
1355
1356         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1357 }
1358
1359 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1360 static int
1361 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1362 {
1363         unsigned long pfn;
1364         struct page *page;
1365         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1366         int not_managed = 0;
1367         int ret = 0;
1368         LIST_HEAD(source);
1369
1370         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1371                 if (!pfn_valid(pfn))
1372                         continue;
1373                 page = pfn_to_page(pfn);
1374
1375                 if (PageHuge(page)) {
1376                         struct page *head = compound_head(page);
1377                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1378                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1379                                 ret = -EBUSY;
1380                                 break;
1381                         }
1382                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1383                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1384                         continue;
1385                 } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1386                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1387                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1388
1389                 if (!get_page_unless_zero(page))
1390                         continue;
1391                 /*
1392                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1393                  * LRU and non-lru movable pages.
1394                  */
1395                 if (PageLRU(page))
1396                         ret = isolate_lru_page(page);
1397                 else
1398                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1399                 if (!ret) { /* Success */
1400                         put_page(page);
1401                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1402                         move_pages--;
1403                         if (!__PageMovable(page))
1404                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1405                                                     page_is_file_cache(page));
1406
1407                 } else {
1408 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1409                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1410                         dump_page(page, "isolation failed");
1411 #endif
1412                         put_page(page);
1413                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1414                            check this again here. */
1415                         if (page_count(page)) {
1416                                 not_managed++;
1417                                 ret = -EBUSY;
1418                                 break;
1419                         }
1420                 }
1421         }
1422         if (!list_empty(&source)) {
1423                 if (not_managed) {
1424                         putback_movable_pages(&source);
1425                         goto out;
1426                 }
1427
1428                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1429                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1430                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1431                 if (ret)
1432                         putback_movable_pages(&source);
1433         }
1434 out:
1435         return ret;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1440  */
1441 static int
1442 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1443                         void *data)
1444 {
1445         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 static void
1450 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1451 {
1452         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1453                                 offline_isolated_pages_cb);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1458  */
1459 static int
1460 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1461                         void *data)
1462 {
1463         int ret;
1464         long offlined = *(long *)data;
1465         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1466         offlined = nr_pages;
1467         if (!ret)
1468                 *(long *)data += offlined;
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static long
1473 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1474 {
1475         long offlined = 0;
1476         int ret;
1477
1478         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1479                         check_pages_isolated_cb);
1480         if (ret < 0)
1481                 offlined = (long)ret;
1482         return offlined;
1483 }
1484
1485 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1486 {
1487 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1488         movable_node_enabled = true;
1489 #else
1490         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1491 #endif
1492         return 0;
1493 }
1494 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1495
1496 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1497 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1498                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1499 {
1500         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1501         unsigned long present_pages = 0;
1502         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1503
1504         /*
1505          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1506          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1507          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1508          *
1509          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1510          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1511          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1512          */
1513         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1514                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1515
1516         /*
1517          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1518          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1519          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1520          * become empty after offline , thus we can determind we will
1521          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1522          */
1523         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1524                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1525         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1526                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1527         else
1528                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1529
1530 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1531         /*
1532          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1533          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1534          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1535          *
1536          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1537          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1538          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1539          */
1540         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1541         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1542                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1543
1544         for (; zt <= zone_last; zt++)
1545                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1546         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1547                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1548         else
1549                 arg->status_change_nid_high = -1;
1550 #else
1551         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1552 #endif
1553
1554         /*
1555          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1556          */
1557         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1558
1559         /*
1560          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1561          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1562          * we can determind we will need to clear the node from
1563          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1564          */
1565         for (; zt <= zone_last; zt++)
1566                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1567         if (nr_pages >= present_pages)
1568                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1569         else
1570                 arg->status_change_nid = -1;
1571 }
1572
1573 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1574 {
1575         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1576                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1577
1578         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1579             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1580                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1581
1582         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1583             (arg->status_change_nid >= 0))
1584                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1585 }
1586
1587 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1588                   unsigned long end_pfn)
1589 {
1590         unsigned long pfn, nr_pages;
1591         long offlined_pages;
1592         int ret, node;
1593         unsigned long flags;
1594         unsigned long valid_start, valid_end;
1595         struct zone *zone;
1596         struct memory_notify arg;
1597
1598         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1599         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1600                 return -EINVAL;
1601         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1602                 return -EINVAL;
1603         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1604            we assume this for now. .*/
1605         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1606                 return -EINVAL;
1607
1608         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1609         node = zone_to_nid(zone);
1610         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1611
1612         /* set above range as isolated */
1613         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1614                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1615         if (ret)
1616                 return ret;
1617
1618         arg.start_pfn = start_pfn;
1619         arg.nr_pages = nr_pages;
1620         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1621
1622         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1623         ret = notifier_to_errno(ret);
1624         if (ret)
1625                 goto failed_removal;
1626
1627         pfn = start_pfn;
1628 repeat:
1629         /* start memory hot removal */
1630         ret = -EINTR;
1631         if (signal_pending(current))
1632                 goto failed_removal;
1633
1634         cond_resched();
1635         lru_add_drain_all();
1636         drain_all_pages(zone);
1637
1638         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1639         if (pfn) { /* We have movable pages */
1640                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1641                 goto repeat;
1642         }
1643
1644         /*
1645          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1646          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1647          */
1648         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1649         if (ret)
1650                 goto failed_removal;
1651         /* check again */
1652         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1653         if (offlined_pages < 0)
1654                 goto repeat;
1655         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1656         /* Ok, all of our target is isolated.
1657            We cannot do rollback at this point. */
1658         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1659         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1660         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1661         /* removal success */
1662         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1663         zone->present_pages -= offlined_pages;
1664
1665         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1666         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1667         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1668
1669         init_per_zone_wmark_min();
1670
1671         if (!populated_zone(zone)) {
1672                 zone_pcp_reset(zone);
1673                 build_all_zonelists(NULL);
1674         } else
1675                 zone_pcp_update(zone);
1676
1677         node_states_clear_node(node, &arg);
1678         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1679                 kswapd_stop(node);
1680                 kcompactd_stop(node);
1681         }
1682
1683         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1684         writeback_set_ratelimit();
1685
1686         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1687         return 0;
1688
1689 failed_removal:
1690         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1691                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1692                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1693         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1694         /* pushback to free area */
1695         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1700 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1701 {
1702         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1703 }
1704 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1705
1706 /**
1707  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1708  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1709  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1710  * @arg: argument passed to func
1711  * @func: callback for each memory section walked
1712  *
1713  * This function walks through all present mem sections in range
1714  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1715  *
1716  * Returns the return value of func.
1717  */
1718 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1719                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1720 {
1721         struct memory_block *mem = NULL;
1722         struct mem_section *section;
1723         unsigned long pfn, section_nr;
1724         int ret;
1725
1726         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1727                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1728                 if (!present_section_nr(section_nr))
1729                         continue;
1730
1731                 section = __nr_to_section(section_nr);
1732                 /* same memblock? */
1733                 if (mem)
1734                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1735                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1736                                 continue;
1737
1738                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1739                 if (!mem)
1740                         continue;
1741
1742                 ret = func(mem, arg);
1743                 if (ret) {
1744                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1745                         return ret;
1746                 }
1747         }
1748
1749         if (mem)
1750                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1751
1752         return 0;
1753 }
1754
1755 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1756 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1757 {
1758         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1759
1760         if (unlikely(ret)) {
1761                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1762
1763                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1764                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1765                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1766                         &beginpa, &endpa);
1767         }
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1773 {
1774         int cpu;
1775
1776         for_each_present_cpu(cpu) {
1777                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1778                         /*
1779                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1780                          * offline this node.
1781                          */
1782                         return -EBUSY;
1783         }
1784
1785         return 0;
1786 }
1787
1788 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1789 {
1790 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1791         int cpu;
1792
1793         for_each_possible_cpu(cpu)
1794                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1795                         numa_clear_node(cpu);
1796 #endif
1797 }
1798
1799 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1800 {
1801         int ret;
1802
1803         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1804         if (ret)
1805                 return ret;
1806
1807         /*
1808          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1809          * the cpu_to_node() now.
1810          */
1811
1812         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1813         return 0;
1814 }
1815
1816 /**
1817  * try_offline_node
1818  *
1819  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1820  *
1821  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1822  * and online/offline operations before this call.
1823  */
1824 void try_offline_node(int nid)
1825 {
1826         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1827         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1828         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1829         unsigned long pfn;
1830
1831         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1832                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1833
1834                 if (!present_section_nr(section_nr))
1835                         continue;
1836
1837                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1838                         continue;
1839
1840                 /*
1841                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1842                  * can't offline node now.
1843                  */
1844                 return;
1845         }
1846
1847         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1848                 return;
1849
1850         /*
1851          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1852          * node now.
1853          */
1854         node_set_offline(nid);
1855         unregister_one_node(nid);
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1858
1859 /**
1860  * remove_memory
1861  *
1862  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1863  * and online/offline operations before this call, as required by
1864  * try_offline_node().
1865  */
1866 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1867 {
1868         int ret;
1869
1870         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1871
1872         mem_hotplug_begin();
1873
1874         /*
1875          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1876          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1877          * if this is not the case.
1878          */
1879         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1880                                 check_memblock_offlined_cb);
1881         if (ret)
1882                 BUG();
1883
1884         /* remove memmap entry */
1885         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1886         memblock_free(start, size);
1887         memblock_remove(start, size);
1888
1889         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1890
1891         try_offline_node(nid);
1892
1893         mem_hotplug_done();
1894 }
1895 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1896 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */