mm/memory_hotplug.c: clean up node_states_check_changes_offline()
[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  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
545  *
546  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
547  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
548  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
549  * calling offline_pages().
550  */
551 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
552                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
553 {
554         unsigned long i;
555         unsigned long map_offset = 0;
556         int sections_to_remove, ret = 0;
557
558         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
559         if (is_dev_zone(zone)) {
560                 if (altmap)
561                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
562         } else {
563                 resource_size_t start, size;
564
565                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
566                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
567
568                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
569                                         size);
570                 if (ret) {
571                         resource_size_t endres = start + size - 1;
572
573                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
574                                         &start, &endres, ret);
575                 }
576         }
577
578         clear_zone_contiguous(zone);
579
580         /*
581          * We can only remove entire sections
582          */
583         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
584         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
585
586         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
587         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
588                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
589
590                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
591                                 altmap);
592                 map_offset = 0;
593                 if (ret)
594                         break;
595         }
596
597         set_zone_contiguous(zone);
598
599         return ret;
600 }
601 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
602
603 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
604 {
605         int rc = -EINVAL;
606
607         get_online_mems();
608         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
609
610         if (online_page_callback == generic_online_page) {
611                 online_page_callback = callback;
612                 rc = 0;
613         }
614
615         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
616         put_online_mems();
617
618         return rc;
619 }
620 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
621
622 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
623 {
624         int rc = -EINVAL;
625
626         get_online_mems();
627         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
628
629         if (online_page_callback == callback) {
630                 online_page_callback = generic_online_page;
631                 rc = 0;
632         }
633
634         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
635         put_online_mems();
636
637         return rc;
638 }
639 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
640
641 void __online_page_set_limits(struct page *page)
642 {
643 }
644 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
645
646 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
647 {
648         adjust_managed_page_count(page, 1);
649 }
650 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
651
652 void __online_page_free(struct page *page)
653 {
654         __free_reserved_page(page);
655 }
656 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
657
658 static void generic_online_page(struct page *page)
659 {
660         __online_page_set_limits(page);
661         __online_page_increment_counters(page);
662         __online_page_free(page);
663 }
664
665 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
666                         void *arg)
667 {
668         unsigned long i;
669         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
670         struct page *page;
671
672         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
673                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
674                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
675                         (*online_page_callback)(page);
676                         onlined_pages++;
677                 }
678
679         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
680
681         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
682         return 0;
683 }
684
685 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
686 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
687         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
688 {
689         int nid = zone_to_nid(zone);
690
691         arg->status_change_nid = -1;
692         arg->status_change_nid_normal = -1;
693         arg->status_change_nid_high = -1;
694
695         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
696                 arg->status_change_nid = nid;
697         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
698                 arg->status_change_nid_normal = nid;
699 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
700         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
701                 arg->status_change_nid_high = nid;
702 #endif
703 }
704
705 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
706 {
707         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
708                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
709
710         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
711                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
712
713         if (arg->status_change_nid >= 0)
714                 node_set_state(node, N_MEMORY);
715 }
716
717 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
718                 unsigned long nr_pages)
719 {
720         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
721
722         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
723                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
724
725         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
726 }
727
728 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
729                                      unsigned long nr_pages)
730 {
731         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
732
733         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
734                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
735
736         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
737 }
738
739 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
740                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
741 {
742         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
743         int nid = pgdat->node_id;
744         unsigned long flags;
745
746         if (zone_is_empty(zone))
747                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
748
749         clear_zone_contiguous(zone);
750
751         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
752         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
753         zone_span_writelock(zone);
754         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
755         zone_span_writeunlock(zone);
756         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
757         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
758
759         /*
760          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
761          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
762          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
763          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
764          */
765         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
766                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
767
768         set_zone_contiguous(zone);
769 }
770
771 /*
772  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
773  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
774  * to the ZONE_NORMAL.
775  */
776 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
777                 unsigned long nr_pages)
778 {
779         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
780         int zid;
781
782         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
783                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
784
785                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
786                         return zone;
787         }
788
789         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
790 }
791
792 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
793                 unsigned long nr_pages)
794 {
795         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
796                         nr_pages);
797         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
798         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
799         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
800
801         /*
802          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
803          * overlap in the given range
804          */
805         if (in_kernel ^ in_movable)
806                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
807
808         /*
809          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
810          * given range then we use movable zone only if movable_node is
811          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
812          */
813         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
814 }
815
816 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
817                 unsigned long nr_pages)
818 {
819         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
820                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
821
822         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
823                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
824
825         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
826 }
827
828 /*
829  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
830  * for the given online type.
831  */
832 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
833                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
834 {
835         struct zone *zone;
836
837         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
838         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
839         return zone;
840 }
841
842 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
843 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
844 {
845         unsigned long flags;
846         unsigned long onlined_pages = 0;
847         struct zone *zone;
848         int need_zonelists_rebuild = 0;
849         int nid;
850         int ret;
851         struct memory_notify arg;
852         struct memory_block *mem;
853
854         /*
855          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
856          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
857          */
858         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
859         nid = mem->nid;
860
861         /* associate pfn range with the zone */
862         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
863
864         arg.start_pfn = pfn;
865         arg.nr_pages = nr_pages;
866         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
867
868         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
869         ret = notifier_to_errno(ret);
870         if (ret)
871                 goto failed_addition;
872
873         /*
874          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
875          * This means the page allocator ignores this zone.
876          * So, zonelist must be updated after online.
877          */
878         if (!populated_zone(zone)) {
879                 need_zonelists_rebuild = 1;
880                 setup_zone_pageset(zone);
881         }
882
883         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
884                 online_pages_range);
885         if (ret) {
886                 if (need_zonelists_rebuild)
887                         zone_pcp_reset(zone);
888                 goto failed_addition;
889         }
890
891         zone->present_pages += onlined_pages;
892
893         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
894         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
895         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
896
897         if (onlined_pages) {
898                 node_states_set_node(nid, &arg);
899                 if (need_zonelists_rebuild)
900                         build_all_zonelists(NULL);
901                 else
902                         zone_pcp_update(zone);
903         }
904
905         init_per_zone_wmark_min();
906
907         if (onlined_pages) {
908                 kswapd_run(nid);
909                 kcompactd_run(nid);
910         }
911
912         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
913
914         writeback_set_ratelimit();
915
916         if (onlined_pages)
917                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
918         return 0;
919
920 failed_addition:
921         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
922                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
923                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
924         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
925         return ret;
926 }
927 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
928
929 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
930 {
931         struct zone *z;
932
933         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
934                 z->present_pages = 0;
935
936         pgdat->node_present_pages = 0;
937 }
938
939 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
940 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
941 {
942         struct pglist_data *pgdat;
943         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
944
945         pgdat = NODE_DATA(nid);
946         if (!pgdat) {
947                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
948                 if (!pgdat)
949                         return NULL;
950
951                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
952         } else {
953                 /*
954                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
955                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
956                  * when it starts in the near future.
957                  */
958                 pgdat->nr_zones = 0;
959                 pgdat->kswapd_order = 0;
960                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
961         }
962
963         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
964
965         pgdat->node_id = nid;
966         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
967
968         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
969         free_area_init_core_hotplug(nid);
970         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
971
972         /*
973          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
974          * to access not-initialized zonelist, build here.
975          */
976         build_all_zonelists(pgdat);
977
978         /*
979          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
980          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
981          * online_pages() and offline_pages().
982          */
983         reset_node_managed_pages(pgdat);
984         reset_node_present_pages(pgdat);
985
986         return pgdat;
987 }
988
989 static void rollback_node_hotadd(int nid)
990 {
991         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
992
993         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
994         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
995         arch_free_nodedata(pgdat);
996         return;
997 }
998
999
1000 /**
1001  * try_online_node - online a node if offlined
1002  * @nid: the node ID
1003  * @start: start addr of the node
1004  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1005  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1006  *
1007  * Returns:
1008  * 1 -> a new node has been allocated
1009  * 0 -> the node is already online
1010  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1011  */
1012 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1013 {
1014         pg_data_t *pgdat;
1015         int ret = 1;
1016
1017         if (node_online(nid))
1018                 return 0;
1019
1020         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1021         if (!pgdat) {
1022                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1023                 ret = -ENOMEM;
1024                 goto out;
1025         }
1026
1027         if (set_node_online) {
1028                 node_set_online(nid);
1029                 ret = register_one_node(nid);
1030                 BUG_ON(ret);
1031         }
1032 out:
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Users of this function always want to online/register the node
1038  */
1039 int try_online_node(int nid)
1040 {
1041         int ret;
1042
1043         mem_hotplug_begin();
1044         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1045         mem_hotplug_done();
1046         return ret;
1047 }
1048
1049 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1050 {
1051         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1052         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1053         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1054         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1055
1056         /* memory range must be block size aligned */
1057         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1058             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1059                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1060                        block_sz, start, size);
1061                 return -EINVAL;
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1068 {
1069         return device_online(&mem->dev);
1070 }
1071
1072 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1073 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1074 {
1075         u64 start, size;
1076         bool new_node = false;
1077         int ret;
1078
1079         start = res->start;
1080         size = resource_size(res);
1081
1082         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1083         if (ret)
1084                 return ret;
1085
1086         mem_hotplug_begin();
1087
1088         /*
1089          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1090          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1091          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1092          * be removed at hot-remove time.
1093          */
1094         memblock_add_node(start, size, nid);
1095
1096         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1097         if (ret < 0)
1098                 goto error;
1099         new_node = ret;
1100
1101         /* call arch's memory hotadd */
1102         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1103         if (ret < 0)
1104                 goto error;
1105
1106         if (new_node) {
1107                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1108                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1109                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1110                  * We online node here. We can't roll back from here.
1111                  */
1112                 node_set_online(nid);
1113                 ret = __register_one_node(nid);
1114                 BUG_ON(ret);
1115         }
1116
1117         /* link memory sections under this node.*/
1118         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1119         BUG_ON(ret);
1120
1121         /* create new memmap entry */
1122         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1123
1124         /* online pages if requested */
1125         if (online)
1126                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1127                                   NULL, online_memory_block);
1128
1129         goto out;
1130
1131 error:
1132         /* rollback pgdat allocation and others */
1133         if (new_node)
1134                 rollback_node_hotadd(nid);
1135         memblock_remove(start, size);
1136
1137 out:
1138         mem_hotplug_done();
1139         return ret;
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1142
1143 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1144 {
1145         struct resource *res;
1146         int ret;
1147
1148         res = register_memory_resource(start, size);
1149         if (IS_ERR(res))
1150                 return PTR_ERR(res);
1151
1152         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1153         if (ret < 0)
1154                 release_memory_resource(res);
1155         return ret;
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1158
1159 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1160 /*
1161  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1162  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1163  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1164  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1165  * be located at the start of the pageblock
1166  */
1167 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1168 {
1169         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1170 }
1171
1172 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1173 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1174 {
1175         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1176         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1177
1178         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1179         if (pageblock_free(page)) {
1180                 int order;
1181                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1182                 order = page_order(page);
1183                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1184                         return page + (1 << order);
1185         }
1186
1187         return page + pageblock_nr_pages;
1188 }
1189
1190 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1191 {
1192         struct zone *zone;
1193         unsigned long pfn;
1194
1195         /*
1196          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1197          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1198          * the zone but still within the section.
1199          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1200          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1201          */
1202         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1203                 return false;
1204
1205         zone = page_zone(page);
1206         pfn = page_to_pfn(page);
1207         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1208                 return false;
1209
1210         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, true);
1211 }
1212
1213 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1214 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1215 {
1216         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1217         struct page *end_page = page + nr_pages;
1218
1219         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1220         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1221                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1222                         return false;
1223                 cond_resched();
1224         }
1225
1226         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1227         return true;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1232  * When true, return its valid [start, end).
1233  */
1234 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1235                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1236 {
1237         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1238         unsigned long start, end;
1239         struct zone *zone = NULL;
1240         struct page *page;
1241         int i;
1242         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1243              pfn < end_pfn;
1244              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1245                 /* Make sure the memory section is present first */
1246                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1247                         continue;
1248                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1249                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1250                         i = 0;
1251                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1252                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1253                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1254                                 i++;
1255                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1256                                 continue;
1257                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1258                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1259                                 return 0;
1260                         if (!zone)
1261                                 start = pfn + i;
1262                         zone = page_zone(page);
1263                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1264                 }
1265         }
1266
1267         if (zone) {
1268                 *valid_start = start;
1269                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1270                 return 1;
1271         } else {
1272                 return 0;
1273         }
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1278  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1279  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1280  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1281  */
1282 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1283 {
1284         unsigned long pfn;
1285         struct page *page;
1286         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1287                 if (pfn_valid(pfn)) {
1288                         page = pfn_to_page(pfn);
1289                         if (PageLRU(page))
1290                                 return pfn;
1291                         if (__PageMovable(page))
1292                                 return pfn;
1293                         if (PageHuge(page)) {
1294                                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(page)) &&
1295                                     page_huge_active(page))
1296                                         return pfn;
1297                                 else
1298                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1299                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1300                         }
1301                 }
1302         }
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1307 {
1308         int nid = page_to_nid(page);
1309         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1310
1311         /*
1312          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1313          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1314          * of the only existing node)
1315          */
1316         node_clear(nid, nmask);
1317         if (nodes_empty(nmask))
1318                 node_set(nid, nmask);
1319
1320         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1321 }
1322
1323 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1324 static int
1325 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1326 {
1327         unsigned long pfn;
1328         struct page *page;
1329         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1330         int not_managed = 0;
1331         int ret = 0;
1332         LIST_HEAD(source);
1333
1334         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1335                 if (!pfn_valid(pfn))
1336                         continue;
1337                 page = pfn_to_page(pfn);
1338
1339                 if (PageHuge(page)) {
1340                         struct page *head = compound_head(page);
1341                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1342                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1343                                 ret = -EBUSY;
1344                                 break;
1345                         }
1346                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1347                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1348                         continue;
1349                 } else if (PageTransHuge(page))
1350                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1351                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1352
1353                 if (!get_page_unless_zero(page))
1354                         continue;
1355                 /*
1356                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1357                  * LRU and non-lru movable pages.
1358                  */
1359                 if (PageLRU(page))
1360                         ret = isolate_lru_page(page);
1361                 else
1362                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1363                 if (!ret) { /* Success */
1364                         put_page(page);
1365                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1366                         move_pages--;
1367                         if (!__PageMovable(page))
1368                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1369                                                     page_is_file_cache(page));
1370
1371                 } else {
1372 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1373                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1374                         dump_page(page, "isolation failed");
1375 #endif
1376                         put_page(page);
1377                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1378                            check this again here. */
1379                         if (page_count(page)) {
1380                                 not_managed++;
1381                                 ret = -EBUSY;
1382                                 break;
1383                         }
1384                 }
1385         }
1386         if (!list_empty(&source)) {
1387                 if (not_managed) {
1388                         putback_movable_pages(&source);
1389                         goto out;
1390                 }
1391
1392                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1393                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1394                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1395                 if (ret)
1396                         putback_movable_pages(&source);
1397         }
1398 out:
1399         return ret;
1400 }
1401
1402 /*
1403  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1404  */
1405 static int
1406 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1407                         void *data)
1408 {
1409         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 static void
1414 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1415 {
1416         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1417                                 offline_isolated_pages_cb);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1422  */
1423 static int
1424 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1425                         void *data)
1426 {
1427         int ret;
1428         long offlined = *(long *)data;
1429         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1430         offlined = nr_pages;
1431         if (!ret)
1432                 *(long *)data += offlined;
1433         return ret;
1434 }
1435
1436 static long
1437 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1438 {
1439         long offlined = 0;
1440         int ret;
1441
1442         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1443                         check_pages_isolated_cb);
1444         if (ret < 0)
1445                 offlined = (long)ret;
1446         return offlined;
1447 }
1448
1449 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1450 {
1451 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1452         movable_node_enabled = true;
1453 #else
1454         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1455 #endif
1456         return 0;
1457 }
1458 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1459
1460 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1461 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1462                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1463 {
1464         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1465         unsigned long present_pages = 0;
1466         enum zone_type zt;
1467
1468         arg->status_change_nid = -1;
1469         arg->status_change_nid_normal = -1;
1470         arg->status_change_nid_high = -1;
1471
1472         /*
1473          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1474          * If the memory to be offline is within the range
1475          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1476          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1477          * thus we can determine that we need to clear the node from
1478          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1479          */
1480         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1481                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1482         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1483                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1484
1485 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1486         /*
1487          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1488          * have normal memory or high memory.
1489          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1490          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1491          * we determine that the zones in that range become empty,
1492          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1493          */
1494         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1495         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1496                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1497 #endif
1498
1499         /*
1500          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1501          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1502          * as well.
1503          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1504          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1505          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1506          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1507          * it for N_MEMORY as well.
1508          */
1509         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1510
1511         if (nr_pages >= present_pages)
1512                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1513 }
1514
1515 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1516 {
1517         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1518                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1519
1520         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1521                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1522
1523         if (arg->status_change_nid >= 0)
1524                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1525 }
1526
1527 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1528                   unsigned long end_pfn)
1529 {
1530         unsigned long pfn, nr_pages;
1531         long offlined_pages;
1532         int ret, node;
1533         unsigned long flags;
1534         unsigned long valid_start, valid_end;
1535         struct zone *zone;
1536         struct memory_notify arg;
1537
1538         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1539         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1540                 return -EINVAL;
1541         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1542                 return -EINVAL;
1543         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1544            we assume this for now. .*/
1545         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1546                 return -EINVAL;
1547
1548         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1549         node = zone_to_nid(zone);
1550         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1551
1552         /* set above range as isolated */
1553         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1554                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1555         if (ret)
1556                 return ret;
1557
1558         arg.start_pfn = start_pfn;
1559         arg.nr_pages = nr_pages;
1560         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1561
1562         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1563         ret = notifier_to_errno(ret);
1564         if (ret)
1565                 goto failed_removal;
1566
1567         pfn = start_pfn;
1568 repeat:
1569         /* start memory hot removal */
1570         ret = -EINTR;
1571         if (signal_pending(current))
1572                 goto failed_removal;
1573
1574         cond_resched();
1575         lru_add_drain_all();
1576         drain_all_pages(zone);
1577
1578         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1579         if (pfn) { /* We have movable pages */
1580                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1581                 goto repeat;
1582         }
1583
1584         /*
1585          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1586          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1587          */
1588         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1589         if (ret)
1590                 goto failed_removal;
1591         /* check again */
1592         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1593         if (offlined_pages < 0)
1594                 goto repeat;
1595         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1596         /* Ok, all of our target is isolated.
1597            We cannot do rollback at this point. */
1598         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1599         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1600         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1601         /* removal success */
1602         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1603         zone->present_pages -= offlined_pages;
1604
1605         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1606         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1607         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1608
1609         init_per_zone_wmark_min();
1610
1611         if (!populated_zone(zone)) {
1612                 zone_pcp_reset(zone);
1613                 build_all_zonelists(NULL);
1614         } else
1615                 zone_pcp_update(zone);
1616
1617         node_states_clear_node(node, &arg);
1618         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1619                 kswapd_stop(node);
1620                 kcompactd_stop(node);
1621         }
1622
1623         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1624         writeback_set_ratelimit();
1625
1626         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1627         return 0;
1628
1629 failed_removal:
1630         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1631                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1632                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1633         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1634         /* pushback to free area */
1635         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1636         return ret;
1637 }
1638
1639 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() or a device_lock */
1640 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1641 {
1642         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1643 }
1644 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1645
1646 /**
1647  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1648  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1649  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1650  * @arg: argument passed to func
1651  * @func: callback for each memory section walked
1652  *
1653  * This function walks through all present mem sections in range
1654  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1655  *
1656  * Returns the return value of func.
1657  */
1658 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1659                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1660 {
1661         struct memory_block *mem = NULL;
1662         struct mem_section *section;
1663         unsigned long pfn, section_nr;
1664         int ret;
1665
1666         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1667                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1668                 if (!present_section_nr(section_nr))
1669                         continue;
1670
1671                 section = __nr_to_section(section_nr);
1672                 /* same memblock? */
1673                 if (mem)
1674                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1675                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1676                                 continue;
1677
1678                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1679                 if (!mem)
1680                         continue;
1681
1682                 ret = func(mem, arg);
1683                 if (ret) {
1684                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1685                         return ret;
1686                 }
1687         }
1688
1689         if (mem)
1690                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1691
1692         return 0;
1693 }
1694
1695 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1696 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1697 {
1698         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1699
1700         if (unlikely(ret)) {
1701                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1702
1703                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1704                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1705                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1706                         &beginpa, &endpa);
1707         }
1708
1709         return ret;
1710 }
1711
1712 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1713 {
1714         int cpu;
1715
1716         for_each_present_cpu(cpu) {
1717                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1718                         /*
1719                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1720                          * offline this node.
1721                          */
1722                         return -EBUSY;
1723         }
1724
1725         return 0;
1726 }
1727
1728 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1729 {
1730 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1731         int cpu;
1732
1733         for_each_possible_cpu(cpu)
1734                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1735                         numa_clear_node(cpu);
1736 #endif
1737 }
1738
1739 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1740 {
1741         int ret;
1742
1743         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1744         if (ret)
1745                 return ret;
1746
1747         /*
1748          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1749          * the cpu_to_node() now.
1750          */
1751
1752         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1753         return 0;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * try_offline_node
1758  * @nid: the node ID
1759  *
1760  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1761  *
1762  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1763  * and online/offline operations before this call.
1764  */
1765 void try_offline_node(int nid)
1766 {
1767         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1768         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1769         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1770         unsigned long pfn;
1771
1772         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1773                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1774
1775                 if (!present_section_nr(section_nr))
1776                         continue;
1777
1778                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1779                         continue;
1780
1781                 /*
1782                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1783                  * can't offline node now.
1784                  */
1785                 return;
1786         }
1787
1788         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1789                 return;
1790
1791         /*
1792          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1793          * node now.
1794          */
1795         node_set_offline(nid);
1796         unregister_one_node(nid);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1799
1800 /**
1801  * remove_memory
1802  * @nid: the node ID
1803  * @start: physical address of the region to remove
1804  * @size: size of the region to remove
1805  *
1806  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1807  * and online/offline operations before this call, as required by
1808  * try_offline_node().
1809  */
1810 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1811 {
1812         int ret;
1813
1814         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1815
1816         mem_hotplug_begin();
1817
1818         /*
1819          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1820          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1821          * if this is not the case.
1822          */
1823         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1824                                 check_memblock_offlined_cb);
1825         if (ret)
1826                 BUG();
1827
1828         /* remove memmap entry */
1829         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1830         memblock_free(start, size);
1831         memblock_remove(start, size);
1832
1833         arch_remove_memory(start, size, NULL);
1834
1835         try_offline_node(nid);
1836
1837         mem_hotplug_done();
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1840 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */