mm/memory_hotplug: optimize memory hotplug
[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
254         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
255                 return -EEXIST;
256
257         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn, altmap);
258         if (ret < 0)
259                 return ret;
260
261         if (!want_memblock)
262                 return 0;
263
264         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
265 }
266
267 /*
268  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
269  * expected that archs that support memory hotplug will
270  * call this function after deciding the zone to which to
271  * add the new pages.
272  */
273 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
274                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
275                 bool want_memblock)
276 {
277         unsigned long i;
278         int err = 0;
279         int start_sec, end_sec;
280
281         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
282         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
283         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
284
285         if (altmap) {
286                 /*
287                  * Validate altmap is within bounds of the total request
288                  */
289                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
290                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
291                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
292                         err = -EINVAL;
293                         goto out;
294                 }
295                 altmap->alloc = 0;
296         }
297
298         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
299                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
300                                 want_memblock);
301
302                 /*
303                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
304                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
305                  * Warning will be printed if there is collision.
306                  */
307                 if (err && (err != -EEXIST))
308                         break;
309                 err = 0;
310                 cond_resched();
311         }
312         vmemmap_populate_print_last();
313 out:
314         return err;
315 }
316
317 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
318 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
319 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
320                                      unsigned long start_pfn,
321                                      unsigned long end_pfn)
322 {
323         struct mem_section *ms;
324
325         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
326                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
327
328                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
329                         continue;
330
331                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
332                         continue;
333
334                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
335                         continue;
336
337                 return start_pfn;
338         }
339
340         return 0;
341 }
342
343 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
344 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
345                                     unsigned long start_pfn,
346                                     unsigned long end_pfn)
347 {
348         struct mem_section *ms;
349         unsigned long pfn;
350
351         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
352         pfn = end_pfn - 1;
353         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
354                 ms = __pfn_to_section(pfn);
355
356                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
357                         continue;
358
359                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
360                         continue;
361
362                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
363                         continue;
364
365                 return pfn;
366         }
367
368         return 0;
369 }
370
371 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
372                              unsigned long end_pfn)
373 {
374         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
375         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
376         unsigned long zone_end_pfn = z;
377         unsigned long pfn;
378         struct mem_section *ms;
379         int nid = zone_to_nid(zone);
380
381         zone_span_writelock(zone);
382         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
383                 /*
384                  * If the section is smallest section in the zone, it need
385                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
386                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
387                  * for shrinking zone.
388                  */
389                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
390                                                 zone_end_pfn);
391                 if (pfn) {
392                         zone->zone_start_pfn = pfn;
393                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
394                 }
395         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
396                 /*
397                  * If the section is biggest section in the zone, it need
398                  * shrink zone->spanned_pages.
399                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
400                  * shrinking zone.
401                  */
402                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
403                                                start_pfn);
404                 if (pfn)
405                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
406         }
407
408         /*
409          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
410          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
411          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
412          * it check the zone has only hole or not.
413          */
414         pfn = zone_start_pfn;
415         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
416                 ms = __pfn_to_section(pfn);
417
418                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
419                         continue;
420
421                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
422                         continue;
423
424                  /* If the section is current section, it continues the loop */
425                 if (start_pfn == pfn)
426                         continue;
427
428                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
429                 zone_span_writeunlock(zone);
430                 return;
431         }
432
433         /* The zone has no valid section */
434         zone->zone_start_pfn = 0;
435         zone->spanned_pages = 0;
436         zone_span_writeunlock(zone);
437 }
438
439 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
440                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
441 {
442         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
443         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
444         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
445         unsigned long pfn;
446         struct mem_section *ms;
447         int nid = pgdat->node_id;
448
449         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
450                 /*
451                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
452                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
453                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
454                  * for shrinking zone.
455                  */
456                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
457                                                 pgdat_end_pfn);
458                 if (pfn) {
459                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
460                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
461                 }
462         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
463                 /*
464                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
465                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
466                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
467                  * shrinking zone.
468                  */
469                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
470                                                start_pfn);
471                 if (pfn)
472                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
473         }
474
475         /*
476          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
477          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
478          * change the pgdat.
479          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
480          * has only hole or not.
481          */
482         pfn = pgdat_start_pfn;
483         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
484                 ms = __pfn_to_section(pfn);
485
486                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
487                         continue;
488
489                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
490                         continue;
491
492                  /* If the section is current section, it continues the loop */
493                 if (start_pfn == pfn)
494                         continue;
495
496                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
497                 return;
498         }
499
500         /* The pgdat has no valid section */
501         pgdat->node_start_pfn = 0;
502         pgdat->node_spanned_pages = 0;
503 }
504
505 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
506 {
507         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
508         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
509         unsigned long flags;
510
511         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
512         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
513         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
514         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
515 }
516
517 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
518                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
519 {
520         unsigned long start_pfn;
521         int scn_nr;
522         int ret = -EINVAL;
523
524         if (!valid_section(ms))
525                 return ret;
526
527         ret = unregister_memory_section(ms);
528         if (ret)
529                 return ret;
530
531         scn_nr = __section_nr(ms);
532         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
533         __remove_zone(zone, start_pfn);
534
535         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
536         return 0;
537 }
538
539 /**
540  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
541  * @zone: zone from which pages need to be removed
542  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
543  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
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         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
690
691         /*
692          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
693          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
694          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
695          *
696          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
697          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
698          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
699          */
700         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
701                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
702
703         /*
704          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
705          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
706          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
707          * the memory is online.
708          */
709         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
710                 arg->status_change_nid_normal = nid;
711         else
712                 arg->status_change_nid_normal = -1;
713
714 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
715         /*
716          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
717          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
718          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
719          *
720          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
721          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
722          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
723          */
724         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
725         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
726                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
727
728         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
729                 arg->status_change_nid_high = nid;
730         else
731                 arg->status_change_nid_high = -1;
732 #else
733         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
734 #endif
735
736         /*
737          * if the node don't have memory befor online, we will need to
738          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
739          * is online.
740          */
741         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
742                 arg->status_change_nid = nid;
743         else
744                 arg->status_change_nid = -1;
745 }
746
747 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
748 {
749         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
750                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
751
752         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
753                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
754
755         node_set_state(node, N_MEMORY);
756 }
757
758 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
759                 unsigned long nr_pages)
760 {
761         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
762
763         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
764                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
765
766         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
767 }
768
769 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
770                                      unsigned long nr_pages)
771 {
772         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
773
774         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
775                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
776
777         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
778 }
779
780 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
781                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
782 {
783         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
784         int nid = pgdat->node_id;
785         unsigned long flags;
786
787         if (zone_is_empty(zone))
788                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
789
790         clear_zone_contiguous(zone);
791
792         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
793         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
794         zone_span_writelock(zone);
795         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
796         zone_span_writeunlock(zone);
797         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
798         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
799
800         /*
801          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
802          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
803          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
804          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
805          */
806         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
807                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
808
809         set_zone_contiguous(zone);
810 }
811
812 /*
813  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
814  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
815  * to the ZONE_NORMAL.
816  */
817 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
818                 unsigned long nr_pages)
819 {
820         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
821         int zid;
822
823         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
824                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
825
826                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
827                         return zone;
828         }
829
830         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
831 }
832
833 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
834                 unsigned long nr_pages)
835 {
836         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
837                         nr_pages);
838         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
839         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
840         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
841
842         /*
843          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
844          * overlap in the given range
845          */
846         if (in_kernel ^ in_movable)
847                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
848
849         /*
850          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
851          * given range then we use movable zone only if movable_node is
852          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
853          */
854         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
855 }
856
857 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
858                 unsigned long nr_pages)
859 {
860         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
861                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
862
863         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
864                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
865
866         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
867 }
868
869 /*
870  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
871  * for the given online type.
872  */
873 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
874                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
875 {
876         struct zone *zone;
877
878         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
879         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
880         return zone;
881 }
882
883 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
884 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
885 {
886         unsigned long flags;
887         unsigned long onlined_pages = 0;
888         struct zone *zone;
889         int need_zonelists_rebuild = 0;
890         int nid;
891         int ret;
892         struct memory_notify arg;
893         struct memory_block *mem;
894
895         /*
896          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
897          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
898          */
899         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
900         nid = mem->nid;
901
902         /* associate pfn range with the zone */
903         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
904
905         arg.start_pfn = pfn;
906         arg.nr_pages = nr_pages;
907         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
908
909         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
910         ret = notifier_to_errno(ret);
911         if (ret)
912                 goto failed_addition;
913
914         /*
915          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
916          * This means the page allocator ignores this zone.
917          * So, zonelist must be updated after online.
918          */
919         if (!populated_zone(zone)) {
920                 need_zonelists_rebuild = 1;
921                 setup_zone_pageset(zone);
922         }
923
924         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
925                 online_pages_range);
926         if (ret) {
927                 if (need_zonelists_rebuild)
928                         zone_pcp_reset(zone);
929                 goto failed_addition;
930         }
931
932         zone->present_pages += onlined_pages;
933
934         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
935         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
936         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
937
938         if (onlined_pages) {
939                 node_states_set_node(nid, &arg);
940                 if (need_zonelists_rebuild)
941                         build_all_zonelists(NULL);
942                 else
943                         zone_pcp_update(zone);
944         }
945
946         init_per_zone_wmark_min();
947
948         if (onlined_pages) {
949                 kswapd_run(nid);
950                 kcompactd_run(nid);
951         }
952
953         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
954
955         writeback_set_ratelimit();
956
957         if (onlined_pages)
958                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
959         return 0;
960
961 failed_addition:
962         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
963                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
964                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
965         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
966         return ret;
967 }
968 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
969
970 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
971 {
972         struct zone *z;
973
974         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
975                 z->present_pages = 0;
976
977         pgdat->node_present_pages = 0;
978 }
979
980 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
981 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
982 {
983         struct pglist_data *pgdat;
984         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
985         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
986         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
987
988         pgdat = NODE_DATA(nid);
989         if (!pgdat) {
990                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
991                 if (!pgdat)
992                         return NULL;
993
994                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
995         } else {
996                 /*
997                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
998                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
999                  * when it starts in the near future.
1000                  */
1001                 pgdat->nr_zones = 0;
1002                 pgdat->kswapd_order = 0;
1003                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1004         }
1005
1006         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1007
1008         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1009         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1010         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1011
1012         /*
1013          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1014          * to access not-initialized zonelist, build here.
1015          */
1016         build_all_zonelists(pgdat);
1017
1018         /*
1019          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1020          * free_area_init_core(), which will cause
1021          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1022          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1023          */
1024         reset_node_managed_pages(pgdat);
1025
1026         /*
1027          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1028          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1029          * online_pages() and offline_pages().
1030          */
1031         reset_node_present_pages(pgdat);
1032
1033         return pgdat;
1034 }
1035
1036 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1037 {
1038         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1039         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1040         arch_free_nodedata(pgdat);
1041         return;
1042 }
1043
1044
1045 /**
1046  * try_online_node - online a node if offlined
1047  *
1048  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1049  */
1050 int try_online_node(int nid)
1051 {
1052         pg_data_t       *pgdat;
1053         int     ret;
1054
1055         if (node_online(nid))
1056                 return 0;
1057
1058         mem_hotplug_begin();
1059         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1060         if (!pgdat) {
1061                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1062                 ret = -ENOMEM;
1063                 goto out;
1064         }
1065         node_set_online(nid);
1066         ret = register_one_node(nid);
1067         BUG_ON(ret);
1068 out:
1069         mem_hotplug_done();
1070         return ret;
1071 }
1072
1073 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1074 {
1075         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1076         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1077         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1078         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1079
1080         /* memory range must be block size aligned */
1081         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1082             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1083                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1084                        block_sz, start, size);
1085                 return -EINVAL;
1086         }
1087
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1092 {
1093         return device_online(&mem->dev);
1094 }
1095
1096 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1097 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1098 {
1099         u64 start, size;
1100         pg_data_t *pgdat = NULL;
1101         bool new_pgdat;
1102         bool new_node;
1103         int ret;
1104
1105         start = res->start;
1106         size = resource_size(res);
1107
1108         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1109         if (ret)
1110                 return ret;
1111
1112         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1113                 void *p = NODE_DATA(nid);
1114                 new_pgdat = !p;
1115         }
1116
1117         mem_hotplug_begin();
1118
1119         /*
1120          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1121          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1122          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1123          * be removed at hot-remove time.
1124          */
1125         memblock_add_node(start, size, nid);
1126
1127         new_node = !node_online(nid);
1128         if (new_node) {
1129                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1130                 ret = -ENOMEM;
1131                 if (!pgdat)
1132                         goto error;
1133         }
1134
1135         /* call arch's memory hotadd */
1136         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1137
1138         if (ret < 0)
1139                 goto error;
1140
1141         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1142         node_set_online(nid);
1143
1144         if (new_node) {
1145                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1146                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1147
1148                 ret = __register_one_node(nid);
1149                 if (ret)
1150                         goto register_fail;
1151
1152                 /*
1153                  * link memory sections under this node. This is already
1154                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1155                  * but that depends to have the node registered so offline
1156                  * nodes have to go through register_node.
1157                  * TODO clean up this mess.
1158                  */
1159                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1160 register_fail:
1161                 /*
1162                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1163                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1164                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1165                  */
1166                 BUG_ON(ret);
1167         }
1168
1169         /* create new memmap entry */
1170         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1171
1172         /* online pages if requested */
1173         if (online)
1174                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1175                                   NULL, online_memory_block);
1176
1177         goto out;
1178
1179 error:
1180         /* rollback pgdat allocation and others */
1181         if (new_pgdat && pgdat)
1182                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1183         memblock_remove(start, size);
1184
1185 out:
1186         mem_hotplug_done();
1187         return ret;
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1190
1191 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1192 {
1193         struct resource *res;
1194         int ret;
1195
1196         res = register_memory_resource(start, size);
1197         if (IS_ERR(res))
1198                 return PTR_ERR(res);
1199
1200         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1201         if (ret < 0)
1202                 release_memory_resource(res);
1203         return ret;
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1206
1207 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1208 /*
1209  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1210  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1211  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1212  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1213  * be located at the start of the pageblock
1214  */
1215 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1216 {
1217         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1218 }
1219
1220 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1221 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1222 {
1223         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1224         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1225
1226         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1227         if (pageblock_free(page)) {
1228                 int order;
1229                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1230                 order = page_order(page);
1231                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1232                         return page + (1 << order);
1233         }
1234
1235         return page + pageblock_nr_pages;
1236 }
1237
1238 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1239 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1240 {
1241         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1242         struct page *end_page = page + nr_pages;
1243
1244         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1245         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1246                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1247                         return false;
1248                 cond_resched();
1249         }
1250
1251         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1252         return true;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1257  * When true, return its valid [start, end).
1258  */
1259 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1260                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1261 {
1262         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1263         unsigned long start, end;
1264         struct zone *zone = NULL;
1265         struct page *page;
1266         int i;
1267         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1268              pfn < end_pfn;
1269              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1270                 /* Make sure the memory section is present first */
1271                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1272                         continue;
1273                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1274                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1275                         i = 0;
1276                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1277                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1278                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1279                                 i++;
1280                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1281                                 continue;
1282                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1283                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1284                                 return 0;
1285                         if (!zone)
1286                                 start = pfn + i;
1287                         zone = page_zone(page);
1288                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1289                 }
1290         }
1291
1292         if (zone) {
1293                 *valid_start = start;
1294                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1295                 return 1;
1296         } else {
1297                 return 0;
1298         }
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1303  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1304  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1305  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1306  */
1307 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1308 {
1309         unsigned long pfn;
1310         struct page *page;
1311         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1312                 if (pfn_valid(pfn)) {
1313                         page = pfn_to_page(pfn);
1314                         if (PageLRU(page))
1315                                 return pfn;
1316                         if (__PageMovable(page))
1317                                 return pfn;
1318                         if (PageHuge(page)) {
1319                                 if (page_huge_active(page))
1320                                         return pfn;
1321                                 else
1322                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1323                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1324                         }
1325                 }
1326         }
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1331                 int **result)
1332 {
1333         int nid = page_to_nid(page);
1334         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1335
1336         /*
1337          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1338          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1339          * of the only existing node)
1340          */
1341         node_clear(nid, nmask);
1342         if (nodes_empty(nmask))
1343                 node_set(nid, nmask);
1344
1345         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1346 }
1347
1348 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1349 static int
1350 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1351 {
1352         unsigned long pfn;
1353         struct page *page;
1354         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1355         int not_managed = 0;
1356         int ret = 0;
1357         LIST_HEAD(source);
1358
1359         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1360                 if (!pfn_valid(pfn))
1361                         continue;
1362                 page = pfn_to_page(pfn);
1363
1364                 if (PageHuge(page)) {
1365                         struct page *head = compound_head(page);
1366                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1367                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1368                                 ret = -EBUSY;
1369                                 break;
1370                         }
1371                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1372                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1373                         continue;
1374                 } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page))
1375                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1376                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1377
1378                 if (!get_page_unless_zero(page))
1379                         continue;
1380                 /*
1381                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1382                  * LRU and non-lru movable pages.
1383                  */
1384                 if (PageLRU(page))
1385                         ret = isolate_lru_page(page);
1386                 else
1387                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1388                 if (!ret) { /* Success */
1389                         put_page(page);
1390                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1391                         move_pages--;
1392                         if (!__PageMovable(page))
1393                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1394                                                     page_is_file_cache(page));
1395
1396                 } else {
1397 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1398                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1399                         dump_page(page, "isolation failed");
1400 #endif
1401                         put_page(page);
1402                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1403                            check this again here. */
1404                         if (page_count(page)) {
1405                                 not_managed++;
1406                                 ret = -EBUSY;
1407                                 break;
1408                         }
1409                 }
1410         }
1411         if (!list_empty(&source)) {
1412                 if (not_managed) {
1413                         putback_movable_pages(&source);
1414                         goto out;
1415                 }
1416
1417                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1418                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1419                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1420                 if (ret)
1421                         putback_movable_pages(&source);
1422         }
1423 out:
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1429  */
1430 static int
1431 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1432                         void *data)
1433 {
1434         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static void
1439 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1440 {
1441         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1442                                 offline_isolated_pages_cb);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1447  */
1448 static int
1449 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1450                         void *data)
1451 {
1452         int ret;
1453         long offlined = *(long *)data;
1454         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1455         offlined = nr_pages;
1456         if (!ret)
1457                 *(long *)data += offlined;
1458         return ret;
1459 }
1460
1461 static long
1462 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1463 {
1464         long offlined = 0;
1465         int ret;
1466
1467         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1468                         check_pages_isolated_cb);
1469         if (ret < 0)
1470                 offlined = (long)ret;
1471         return offlined;
1472 }
1473
1474 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1475 {
1476 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1477         movable_node_enabled = true;
1478 #else
1479         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1480 #endif
1481         return 0;
1482 }
1483 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1484
1485 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1486 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1487                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1488 {
1489         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1490         unsigned long present_pages = 0;
1491         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1492
1493         /*
1494          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1495          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1496          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1497          *
1498          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1499          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1500          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1501          */
1502         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1503                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1504
1505         /*
1506          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1507          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1508          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1509          * become empty after offline , thus we can determind we will
1510          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1511          */
1512         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1513                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1514         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1515                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1516         else
1517                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1518
1519 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1520         /*
1521          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1522          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1523          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1524          *
1525          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1526          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1527          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1528          */
1529         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1530         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1531                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1532
1533         for (; zt <= zone_last; zt++)
1534                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1535         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1536                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1537         else
1538                 arg->status_change_nid_high = -1;
1539 #else
1540         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1541 #endif
1542
1543         /*
1544          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1545          */
1546         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1547
1548         /*
1549          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1550          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1551          * we can determind we will need to clear the node from
1552          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1553          */
1554         for (; zt <= zone_last; zt++)
1555                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1556         if (nr_pages >= present_pages)
1557                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1558         else
1559                 arg->status_change_nid = -1;
1560 }
1561
1562 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1563 {
1564         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1565                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1566
1567         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1568             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1569                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1570
1571         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1572             (arg->status_change_nid >= 0))
1573                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1574 }
1575
1576 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1577                   unsigned long end_pfn)
1578 {
1579         unsigned long pfn, nr_pages;
1580         long offlined_pages;
1581         int ret, node;
1582         unsigned long flags;
1583         unsigned long valid_start, valid_end;
1584         struct zone *zone;
1585         struct memory_notify arg;
1586
1587         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1588         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1589                 return -EINVAL;
1590         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1591                 return -EINVAL;
1592         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1593            we assume this for now. .*/
1594         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1595                 return -EINVAL;
1596
1597         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1598         node = zone_to_nid(zone);
1599         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1600
1601         /* set above range as isolated */
1602         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1603                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1604         if (ret)
1605                 return ret;
1606
1607         arg.start_pfn = start_pfn;
1608         arg.nr_pages = nr_pages;
1609         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1610
1611         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1612         ret = notifier_to_errno(ret);
1613         if (ret)
1614                 goto failed_removal;
1615
1616         pfn = start_pfn;
1617 repeat:
1618         /* start memory hot removal */
1619         ret = -EINTR;
1620         if (signal_pending(current))
1621                 goto failed_removal;
1622
1623         cond_resched();
1624         lru_add_drain_all();
1625         drain_all_pages(zone);
1626
1627         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1628         if (pfn) { /* We have movable pages */
1629                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1630                 goto repeat;
1631         }
1632
1633         /*
1634          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1635          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1636          */
1637         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1638         if (ret)
1639                 goto failed_removal;
1640         /* check again */
1641         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1642         if (offlined_pages < 0)
1643                 goto repeat;
1644         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1645         /* Ok, all of our target is isolated.
1646            We cannot do rollback at this point. */
1647         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1648         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1649         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1650         /* removal success */
1651         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1652         zone->present_pages -= offlined_pages;
1653
1654         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1655         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1656         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1657
1658         init_per_zone_wmark_min();
1659
1660         if (!populated_zone(zone)) {
1661                 zone_pcp_reset(zone);
1662                 build_all_zonelists(NULL);
1663         } else
1664                 zone_pcp_update(zone);
1665
1666         node_states_clear_node(node, &arg);
1667         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1668                 kswapd_stop(node);
1669                 kcompactd_stop(node);
1670         }
1671
1672         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1673         writeback_set_ratelimit();
1674
1675         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1676         return 0;
1677
1678 failed_removal:
1679         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1680                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1681                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1682         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1683         /* pushback to free area */
1684         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1689 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1690 {
1691         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1692 }
1693 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1694
1695 /**
1696  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1697  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1698  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1699  * @arg: argument passed to func
1700  * @func: callback for each memory section walked
1701  *
1702  * This function walks through all present mem sections in range
1703  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1704  *
1705  * Returns the return value of func.
1706  */
1707 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1708                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1709 {
1710         struct memory_block *mem = NULL;
1711         struct mem_section *section;
1712         unsigned long pfn, section_nr;
1713         int ret;
1714
1715         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1716                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1717                 if (!present_section_nr(section_nr))
1718                         continue;
1719
1720                 section = __nr_to_section(section_nr);
1721                 /* same memblock? */
1722                 if (mem)
1723                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1724                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1725                                 continue;
1726
1727                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1728                 if (!mem)
1729                         continue;
1730
1731                 ret = func(mem, arg);
1732                 if (ret) {
1733                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1734                         return ret;
1735                 }
1736         }
1737
1738         if (mem)
1739                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1740
1741         return 0;
1742 }
1743
1744 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1745 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1746 {
1747         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1748
1749         if (unlikely(ret)) {
1750                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1751
1752                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1753                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1754                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1755                         &beginpa, &endpa);
1756         }
1757
1758         return ret;
1759 }
1760
1761 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1762 {
1763         int cpu;
1764
1765         for_each_present_cpu(cpu) {
1766                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1767                         /*
1768                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1769                          * offline this node.
1770                          */
1771                         return -EBUSY;
1772         }
1773
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1778 {
1779 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1780         int cpu;
1781
1782         for_each_possible_cpu(cpu)
1783                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1784                         numa_clear_node(cpu);
1785 #endif
1786 }
1787
1788 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1789 {
1790         int ret;
1791
1792         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1793         if (ret)
1794                 return ret;
1795
1796         /*
1797          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1798          * the cpu_to_node() now.
1799          */
1800
1801         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1802         return 0;
1803 }
1804
1805 /**
1806  * try_offline_node
1807  *
1808  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1809  *
1810  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1811  * and online/offline operations before this call.
1812  */
1813 void try_offline_node(int nid)
1814 {
1815         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1816         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1817         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1818         unsigned long pfn;
1819
1820         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1821                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1822
1823                 if (!present_section_nr(section_nr))
1824                         continue;
1825
1826                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1827                         continue;
1828
1829                 /*
1830                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1831                  * can't offline node now.
1832                  */
1833                 return;
1834         }
1835
1836         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1837                 return;
1838
1839         /*
1840          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1841          * node now.
1842          */
1843         node_set_offline(nid);
1844         unregister_one_node(nid);
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1847
1848 /**
1849  * remove_memory
1850  *
1851  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1852  * and online/offline operations before this call, as required by
1853  * try_offline_node().
1854  */
1855 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1856 {
1857         int ret;
1858
1859         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1860
1861         mem_hotplug_begin();
1862
1863         /*
1864          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1865          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1866          * if this is not the case.
1867          */
1868         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1869                                 check_memblock_offlined_cb);
1870         if (ret)
1871                 BUG();
1872
1873         /* remove memmap entry */
1874         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1875         memblock_free(start, size);
1876         memblock_remove(start, size);
1877
1878         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1879
1880         try_offline_node(nid);
1881
1882         mem_hotplug_done();
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1885 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */