device-dax: "Hotplug" persistent memory for use like normal RAM
[muen/linux.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched/signal.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.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;
103         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
104         char *resource_name = "System RAM";
105
106         /*
107          * Request ownership of the new memory range.  This might be
108          * a child of an existing resource that was present but
109          * not marked as busy.
110          */
111         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
112                                resource_name, flags);
113
114         if (!res) {
115                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
116                                 start, start + size);
117                 return ERR_PTR(-EEXIST);
118         }
119         return res;
120 }
121
122 static void release_memory_resource(struct resource *res)
123 {
124         if (!res)
125                 return;
126         release_resource(res);
127         kfree(res);
128         return;
129 }
130
131 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
132 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
133                       unsigned long type)
134 {
135         page->freelist = (void *)type;
136         SetPagePrivate(page);
137         set_page_private(page, info);
138         page_ref_inc(page);
139 }
140
141 void put_page_bootmem(struct page *page)
142 {
143         unsigned long type;
144
145         type = (unsigned long) page->freelist;
146         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
147                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
148
149         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
150                 page->freelist = NULL;
151                 ClearPagePrivate(page);
152                 set_page_private(page, 0);
153                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
154                 free_reserved_page(page);
155         }
156 }
157
158 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
159 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
160 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
161 {
162         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
163         struct mem_section *ms;
164         struct page *page, *memmap;
165
166         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
167         ms = __nr_to_section(section_nr);
168
169         /* Get section's memmap address */
170         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
171
172         /*
173          * Get page for the memmap's phys address
174          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
175          */
176         page = virt_to_page(memmap);
177         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
178         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
179
180         /* remember memmap's page */
181         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
182                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
183
184         usemap = ms->pageblock_flags;
185         page = virt_to_page(usemap);
186
187         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
188
189         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
190                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
191
192 }
193 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
194 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
195 {
196         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
197         struct mem_section *ms;
198         struct page *page, *memmap;
199
200         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
201         ms = __nr_to_section(section_nr);
202
203         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
204
205         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
206
207         usemap = ms->pageblock_flags;
208         page = virt_to_page(usemap);
209
210         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
211
212         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
213                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
214 }
215 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
216
217 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
218 {
219         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
220         int node = pgdat->node_id;
221         struct page *page;
222
223         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
224         page = virt_to_page(pgdat);
225
226         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
227                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
228
229         pfn = pgdat->node_start_pfn;
230         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
231
232         /* register section info */
233         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
234                 /*
235                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
236                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
237                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
238                  * reside in some other nodes.
239                  */
240                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
241                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
242         }
243 }
244 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
245
246 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
247                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
248 {
249         int ret;
250
251         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
252                 return -EEXIST;
253
254         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
255         if (ret < 0)
256                 return ret;
257
258         if (!want_memblock)
259                 return 0;
260
261         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
262 }
263
264 /*
265  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
266  * expected that archs that support memory hotplug will
267  * call this function after deciding the zone to which to
268  * add the new pages.
269  */
270 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
271                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
272                 bool want_memblock)
273 {
274         unsigned long i;
275         int err = 0;
276         int start_sec, end_sec;
277
278         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
279         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
280         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
281
282         if (altmap) {
283                 /*
284                  * Validate altmap is within bounds of the total request
285                  */
286                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
287                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
288                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
289                         err = -EINVAL;
290                         goto out;
291                 }
292                 altmap->alloc = 0;
293         }
294
295         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
296                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
297                                 want_memblock);
298
299                 /*
300                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
301                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
302                  * Warning will be printed if there is collision.
303                  */
304                 if (err && (err != -EEXIST))
305                         break;
306                 err = 0;
307                 cond_resched();
308         }
309         vmemmap_populate_print_last();
310 out:
311         return err;
312 }
313
314 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
315 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
316 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
317                                      unsigned long start_pfn,
318                                      unsigned long end_pfn)
319 {
320         struct mem_section *ms;
321
322         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
323                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
324
325                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
326                         continue;
327
328                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
329                         continue;
330
331                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
332                         continue;
333
334                 return start_pfn;
335         }
336
337         return 0;
338 }
339
340 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
341 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
342                                     unsigned long start_pfn,
343                                     unsigned long end_pfn)
344 {
345         struct mem_section *ms;
346         unsigned long pfn;
347
348         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
349         pfn = end_pfn - 1;
350         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
351                 ms = __pfn_to_section(pfn);
352
353                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
354                         continue;
355
356                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
357                         continue;
358
359                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
360                         continue;
361
362                 return pfn;
363         }
364
365         return 0;
366 }
367
368 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
369                              unsigned long end_pfn)
370 {
371         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
372         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
373         unsigned long zone_end_pfn = z;
374         unsigned long pfn;
375         struct mem_section *ms;
376         int nid = zone_to_nid(zone);
377
378         zone_span_writelock(zone);
379         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
380                 /*
381                  * If the section is smallest section in the zone, it need
382                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
383                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
384                  * for shrinking zone.
385                  */
386                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
387                                                 zone_end_pfn);
388                 if (pfn) {
389                         zone->zone_start_pfn = pfn;
390                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
391                 }
392         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
393                 /*
394                  * If the section is biggest section in the zone, it need
395                  * shrink zone->spanned_pages.
396                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
397                  * shrinking zone.
398                  */
399                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
400                                                start_pfn);
401                 if (pfn)
402                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
403         }
404
405         /*
406          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
407          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
408          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
409          * it check the zone has only hole or not.
410          */
411         pfn = zone_start_pfn;
412         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
413                 ms = __pfn_to_section(pfn);
414
415                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
416                         continue;
417
418                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
419                         continue;
420
421                  /* If the section is current section, it continues the loop */
422                 if (start_pfn == pfn)
423                         continue;
424
425                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
426                 zone_span_writeunlock(zone);
427                 return;
428         }
429
430         /* The zone has no valid section */
431         zone->zone_start_pfn = 0;
432         zone->spanned_pages = 0;
433         zone_span_writeunlock(zone);
434 }
435
436 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
437                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
438 {
439         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
440         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
441         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
442         unsigned long pfn;
443         struct mem_section *ms;
444         int nid = pgdat->node_id;
445
446         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
447                 /*
448                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
449                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
450                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
451                  * for shrinking zone.
452                  */
453                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
454                                                 pgdat_end_pfn);
455                 if (pfn) {
456                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
457                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
458                 }
459         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
460                 /*
461                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
462                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
463                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
464                  * shrinking zone.
465                  */
466                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
467                                                start_pfn);
468                 if (pfn)
469                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
470         }
471
472         /*
473          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
474          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
475          * change the pgdat.
476          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
477          * has only hole or not.
478          */
479         pfn = pgdat_start_pfn;
480         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
481                 ms = __pfn_to_section(pfn);
482
483                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
484                         continue;
485
486                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
487                         continue;
488
489                  /* If the section is current section, it continues the loop */
490                 if (start_pfn == pfn)
491                         continue;
492
493                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
494                 return;
495         }
496
497         /* The pgdat has no valid section */
498         pgdat->node_start_pfn = 0;
499         pgdat->node_spanned_pages = 0;
500 }
501
502 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
503 {
504         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
505         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
506         unsigned long flags;
507
508         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
509         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
510         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
511         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
512 }
513
514 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
515                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
516 {
517         unsigned long start_pfn;
518         int scn_nr;
519         int ret = -EINVAL;
520
521         if (!valid_section(ms))
522                 return ret;
523
524         ret = unregister_memory_section(ms);
525         if (ret)
526                 return ret;
527
528         scn_nr = __section_nr(ms);
529         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
530         __remove_zone(zone, start_pfn);
531
532         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
533         return 0;
534 }
535
536 /**
537  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
538  * @zone: zone from which pages need to be removed
539  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
540  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
541  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
542  *
543  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
544  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
545  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
546  * calling offline_pages().
547  */
548 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
549                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
550 {
551         unsigned long i;
552         unsigned long map_offset = 0;
553         int sections_to_remove, ret = 0;
554
555         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
556         if (is_dev_zone(zone)) {
557                 if (altmap)
558                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
559         } else {
560                 resource_size_t start, size;
561
562                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
563                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
564
565                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
566                                         size);
567                 if (ret) {
568                         resource_size_t endres = start + size - 1;
569
570                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
571                                         &start, &endres, ret);
572                 }
573         }
574
575         clear_zone_contiguous(zone);
576
577         /*
578          * We can only remove entire sections
579          */
580         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
581         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
582
583         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
584         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
585                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
586
587                 cond_resched();
588                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
589                                 altmap);
590                 map_offset = 0;
591                 if (ret)
592                         break;
593         }
594
595         set_zone_contiguous(zone);
596
597         return ret;
598 }
599 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
600
601 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
602 {
603         int rc = -EINVAL;
604
605         get_online_mems();
606         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
607
608         if (online_page_callback == generic_online_page) {
609                 online_page_callback = callback;
610                 rc = 0;
611         }
612
613         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
614         put_online_mems();
615
616         return rc;
617 }
618 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
619
620 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
621 {
622         int rc = -EINVAL;
623
624         get_online_mems();
625         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
626
627         if (online_page_callback == callback) {
628                 online_page_callback = generic_online_page;
629                 rc = 0;
630         }
631
632         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
633         put_online_mems();
634
635         return rc;
636 }
637 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
638
639 void __online_page_set_limits(struct page *page)
640 {
641 }
642 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
643
644 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
645 {
646         adjust_managed_page_count(page, 1);
647 }
648 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
649
650 void __online_page_free(struct page *page)
651 {
652         __free_reserved_page(page);
653 }
654 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
655
656 static void generic_online_page(struct page *page)
657 {
658         __online_page_set_limits(page);
659         __online_page_increment_counters(page);
660         __online_page_free(page);
661 }
662
663 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
664                         void *arg)
665 {
666         unsigned long i;
667         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
668         struct page *page;
669
670         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
671                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
672                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
673                         (*online_page_callback)(page);
674                         onlined_pages++;
675                 }
676
677         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
678
679         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
680         return 0;
681 }
682
683 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
684 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
685         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
686 {
687         int nid = zone_to_nid(zone);
688
689         arg->status_change_nid = -1;
690         arg->status_change_nid_normal = -1;
691         arg->status_change_nid_high = -1;
692
693         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
694                 arg->status_change_nid = nid;
695         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
696                 arg->status_change_nid_normal = nid;
697 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
698         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
699                 arg->status_change_nid_high = nid;
700 #endif
701 }
702
703 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
704 {
705         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
706                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
707
708         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
709                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
710
711         if (arg->status_change_nid >= 0)
712                 node_set_state(node, N_MEMORY);
713 }
714
715 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
716                 unsigned long nr_pages)
717 {
718         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
719
720         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
721                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
722
723         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
724 }
725
726 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
727                                      unsigned long nr_pages)
728 {
729         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
730
731         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
732                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
733
734         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
735 }
736
737 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
738                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
739 {
740         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
741         int nid = pgdat->node_id;
742         unsigned long flags;
743
744         clear_zone_contiguous(zone);
745
746         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
747         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
748         zone_span_writelock(zone);
749         if (zone_is_empty(zone))
750                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
751         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
752         zone_span_writeunlock(zone);
753         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
754         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
755
756         /*
757          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
758          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
759          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
760          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
761          */
762         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
763                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
764
765         set_zone_contiguous(zone);
766 }
767
768 /*
769  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
770  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
771  * to the ZONE_NORMAL.
772  */
773 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
774                 unsigned long nr_pages)
775 {
776         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
777         int zid;
778
779         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
780                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
781
782                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
783                         return zone;
784         }
785
786         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
787 }
788
789 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
790                 unsigned long nr_pages)
791 {
792         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
793                         nr_pages);
794         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
795         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
796         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
797
798         /*
799          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
800          * overlap in the given range
801          */
802         if (in_kernel ^ in_movable)
803                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
804
805         /*
806          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
807          * given range then we use movable zone only if movable_node is
808          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
809          */
810         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
811 }
812
813 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
814                 unsigned long nr_pages)
815 {
816         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
817                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
818
819         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
820                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
821
822         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
823 }
824
825 /*
826  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
827  * for the given online type.
828  */
829 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
830                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
831 {
832         struct zone *zone;
833
834         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
835         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
836         return zone;
837 }
838
839 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
840 {
841         unsigned long flags;
842         unsigned long onlined_pages = 0;
843         struct zone *zone;
844         int need_zonelists_rebuild = 0;
845         int nid;
846         int ret;
847         struct memory_notify arg;
848         struct memory_block *mem;
849
850         mem_hotplug_begin();
851
852         /*
853          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
854          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
855          */
856         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
857         nid = mem->nid;
858
859         /* associate pfn range with the zone */
860         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
861
862         arg.start_pfn = pfn;
863         arg.nr_pages = nr_pages;
864         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
865
866         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
867         ret = notifier_to_errno(ret);
868         if (ret)
869                 goto failed_addition;
870
871         /*
872          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
873          * This means the page allocator ignores this zone.
874          * So, zonelist must be updated after online.
875          */
876         if (!populated_zone(zone)) {
877                 need_zonelists_rebuild = 1;
878                 setup_zone_pageset(zone);
879         }
880
881         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
882                 online_pages_range);
883         if (ret) {
884                 if (need_zonelists_rebuild)
885                         zone_pcp_reset(zone);
886                 goto failed_addition;
887         }
888
889         zone->present_pages += onlined_pages;
890
891         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
892         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
893         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
894
895         if (onlined_pages) {
896                 node_states_set_node(nid, &arg);
897                 if (need_zonelists_rebuild)
898                         build_all_zonelists(NULL);
899                 else
900                         zone_pcp_update(zone);
901         }
902
903         init_per_zone_wmark_min();
904
905         if (onlined_pages) {
906                 kswapd_run(nid);
907                 kcompactd_run(nid);
908         }
909
910         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
911
912         writeback_set_ratelimit();
913
914         if (onlined_pages)
915                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
916         mem_hotplug_done();
917         return 0;
918
919 failed_addition:
920         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
921                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
922                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
923         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
924         mem_hotplug_done();
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 /*
1073  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1074  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1075  *
1076  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1077  */
1078 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1079 {
1080         u64 start, size;
1081         bool new_node = false;
1082         int ret;
1083
1084         start = res->start;
1085         size = resource_size(res);
1086
1087         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1088         if (ret)
1089                 return ret;
1090
1091         mem_hotplug_begin();
1092
1093         /*
1094          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1095          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1096          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1097          * be removed at hot-remove time.
1098          */
1099         memblock_add_node(start, size, nid);
1100
1101         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1102         if (ret < 0)
1103                 goto error;
1104         new_node = ret;
1105
1106         /* call arch's memory hotadd */
1107         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1108         if (ret < 0)
1109                 goto error;
1110
1111         if (new_node) {
1112                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1113                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1114                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1115                  * We online node here. We can't roll back from here.
1116                  */
1117                 node_set_online(nid);
1118                 ret = __register_one_node(nid);
1119                 BUG_ON(ret);
1120         }
1121
1122         /* link memory sections under this node.*/
1123         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1124         BUG_ON(ret);
1125
1126         /* create new memmap entry */
1127         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1128
1129         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1130         mem_hotplug_done();
1131
1132         /* online pages if requested */
1133         if (memhp_auto_online)
1134                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1135                                   NULL, online_memory_block);
1136
1137         return ret;
1138 error:
1139         /* rollback pgdat allocation and others */
1140         if (new_node)
1141                 rollback_node_hotadd(nid);
1142         memblock_remove(start, size);
1143         mem_hotplug_done();
1144         return ret;
1145 }
1146
1147 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1148 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1149 {
1150         struct resource *res;
1151         int ret;
1152
1153         res = register_memory_resource(start, size);
1154         if (IS_ERR(res))
1155                 return PTR_ERR(res);
1156
1157         ret = add_memory_resource(nid, res);
1158         if (ret < 0)
1159                 release_memory_resource(res);
1160         return ret;
1161 }
1162
1163 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1164 {
1165         int rc;
1166
1167         lock_device_hotplug();
1168         rc = __add_memory(nid, start, size);
1169         unlock_device_hotplug();
1170
1171         return rc;
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1174
1175 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1176 /*
1177  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1178  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1179  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1180  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1181  * be located at the start of the pageblock
1182  */
1183 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1184 {
1185         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1186 }
1187
1188 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1189 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1190 {
1191         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1192         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1193
1194         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1195         if (pageblock_free(page)) {
1196                 int order;
1197                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1198                 order = page_order(page);
1199                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1200                         return page + (1 << order);
1201         }
1202
1203         return page + pageblock_nr_pages;
1204 }
1205
1206 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1207 {
1208         struct zone *zone;
1209         unsigned long pfn;
1210
1211         /*
1212          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1213          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1214          * the zone but still within the section.
1215          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1216          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1217          */
1218         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1219                 return false;
1220
1221         zone = page_zone(page);
1222         pfn = page_to_pfn(page);
1223         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1224                 return false;
1225
1226         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1227 }
1228
1229 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1230 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1231 {
1232         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1233         struct page *end_page = page + nr_pages;
1234
1235         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1236         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1237                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1238                         return false;
1239                 cond_resched();
1240         }
1241
1242         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1243         return true;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1248  * When true, return its valid [start, end).
1249  */
1250 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1251                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1252 {
1253         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1254         unsigned long start, end;
1255         struct zone *zone = NULL;
1256         struct page *page;
1257         int i;
1258         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1259              pfn < end_pfn;
1260              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1261                 /* Make sure the memory section is present first */
1262                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1263                         continue;
1264                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1265                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1266                         i = 0;
1267                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1268                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1269                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1270                                 i++;
1271                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1272                                 continue;
1273                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1274                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1275                                 return 0;
1276                         if (!zone)
1277                                 start = pfn + i;
1278                         zone = page_zone(page);
1279                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1280                 }
1281         }
1282
1283         if (zone) {
1284                 *valid_start = start;
1285                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1286                 return 1;
1287         } else {
1288                 return 0;
1289         }
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1294  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1295  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1296  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1297  */
1298 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1299 {
1300         unsigned long pfn;
1301         struct page *page;
1302         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1303                 if (pfn_valid(pfn)) {
1304                         page = pfn_to_page(pfn);
1305                         if (PageLRU(page))
1306                                 return pfn;
1307                         if (__PageMovable(page))
1308                                 return pfn;
1309                         if (PageHuge(page)) {
1310                                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(page)) &&
1311                                     page_huge_active(page))
1312                                         return pfn;
1313                                 else
1314                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1315                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1316                         }
1317                 }
1318         }
1319         return 0;
1320 }
1321
1322 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1323 {
1324         int nid = page_to_nid(page);
1325         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1326
1327         /*
1328          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1329          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1330          * of the only existing node)
1331          */
1332         node_clear(nid, nmask);
1333         if (nodes_empty(nmask))
1334                 node_set(nid, nmask);
1335
1336         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1337 }
1338
1339 static int
1340 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1341 {
1342         unsigned long pfn;
1343         struct page *page;
1344         int not_managed = 0;
1345         int ret = 0;
1346         LIST_HEAD(source);
1347
1348         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1349                 if (!pfn_valid(pfn))
1350                         continue;
1351                 page = pfn_to_page(pfn);
1352
1353                 if (PageHuge(page)) {
1354                         struct page *head = compound_head(page);
1355                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1356                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1357                                 ret = -EBUSY;
1358                                 break;
1359                         }
1360                         isolate_huge_page(page, &source);
1361                         continue;
1362                 } else if (PageTransHuge(page))
1363                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1364                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1365
1366                 /*
1367                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1368                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1369                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1370                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1371                  * the unmap as the catch all safety net).
1372                  */
1373                 if (PageHWPoison(page)) {
1374                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1375                                 isolate_lru_page(page);
1376                         if (page_mapped(page))
1377                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1378                         continue;
1379                 }
1380
1381                 if (!get_page_unless_zero(page))
1382                         continue;
1383                 /*
1384                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1385                  * LRU and non-lru movable pages.
1386                  */
1387                 if (PageLRU(page))
1388                         ret = isolate_lru_page(page);
1389                 else
1390                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1391                 if (!ret) { /* Success */
1392                         put_page(page);
1393                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1394                         if (!__PageMovable(page))
1395                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1396                                                     page_is_file_cache(page));
1397
1398                 } else {
1399                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1400                         dump_page(page, "isolation failed");
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                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1422                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1423                                        page_to_pfn(page), ret);
1424                                 dump_page(page, "migration failure");
1425                         }
1426                         putback_movable_pages(&source);
1427                 }
1428         }
1429 out:
1430         return ret;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1435  */
1436 static int
1437 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1438                         void *data)
1439 {
1440         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 static void
1445 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1446 {
1447         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1448                                 offline_isolated_pages_cb);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1453  */
1454 static int
1455 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1456                         void *data)
1457 {
1458         int ret;
1459         long offlined = *(long *)data;
1460         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1461         offlined = nr_pages;
1462         if (!ret)
1463                 *(long *)data += offlined;
1464         return ret;
1465 }
1466
1467 static long
1468 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1469 {
1470         long offlined = 0;
1471         int ret;
1472
1473         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1474                         check_pages_isolated_cb);
1475         if (ret < 0)
1476                 offlined = (long)ret;
1477         return offlined;
1478 }
1479
1480 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1481 {
1482 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1483         movable_node_enabled = true;
1484 #else
1485         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1486 #endif
1487         return 0;
1488 }
1489 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1490
1491 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1492 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1493                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1494 {
1495         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1496         unsigned long present_pages = 0;
1497         enum zone_type zt;
1498
1499         arg->status_change_nid = -1;
1500         arg->status_change_nid_normal = -1;
1501         arg->status_change_nid_high = -1;
1502
1503         /*
1504          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1505          * If the memory to be offline is within the range
1506          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1507          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1508          * thus we can determine that we need to clear the node from
1509          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1510          */
1511         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1512                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1513         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1514                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1515
1516 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1517         /*
1518          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1519          * have normal memory or high memory.
1520          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1521          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1522          * we determine that the zones in that range become empty,
1523          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1524          */
1525         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1526         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1527                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1528 #endif
1529
1530         /*
1531          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1532          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1533          * as well.
1534          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1535          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1536          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1537          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1538          * it for N_MEMORY as well.
1539          */
1540         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1541
1542         if (nr_pages >= present_pages)
1543                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1544 }
1545
1546 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1547 {
1548         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1549                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1550
1551         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1552                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1553
1554         if (arg->status_change_nid >= 0)
1555                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1556 }
1557
1558 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1559                   unsigned long end_pfn)
1560 {
1561         unsigned long pfn, nr_pages;
1562         long offlined_pages;
1563         int ret, node;
1564         unsigned long flags;
1565         unsigned long valid_start, valid_end;
1566         struct zone *zone;
1567         struct memory_notify arg;
1568         char *reason;
1569
1570         mem_hotplug_begin();
1571
1572         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1573            we assume this for now. .*/
1574         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1575                                   &valid_end)) {
1576                 mem_hotplug_done();
1577                 ret = -EINVAL;
1578                 reason = "multizone range";
1579                 goto failed_removal;
1580         }
1581
1582         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1583         node = zone_to_nid(zone);
1584         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1585
1586         /* set above range as isolated */
1587         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1588                                        MIGRATE_MOVABLE,
1589                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1590         if (ret) {
1591                 mem_hotplug_done();
1592                 reason = "failure to isolate range";
1593                 goto failed_removal;
1594         }
1595
1596         arg.start_pfn = start_pfn;
1597         arg.nr_pages = nr_pages;
1598         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1599
1600         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1601         ret = notifier_to_errno(ret);
1602         if (ret) {
1603                 reason = "notifier failure";
1604                 goto failed_removal_isolated;
1605         }
1606
1607         do {
1608                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1609                         if (signal_pending(current)) {
1610                                 ret = -EINTR;
1611                                 reason = "signal backoff";
1612                                 goto failed_removal_isolated;
1613                         }
1614
1615                         cond_resched();
1616                         lru_add_drain_all();
1617                         drain_all_pages(zone);
1618
1619                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1620                         if (pfn) {
1621                                 /*
1622                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1623                                  * out
1624                                  */
1625                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1626                         }
1627                 }
1628
1629                 /*
1630                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1631                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1632                  * counting consistent.
1633                  */
1634                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1635                 if (ret) {
1636                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1637                         goto failed_removal_isolated;
1638                 }
1639                 /* check again */
1640                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1641         } while (offlined_pages < 0);
1642
1643         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1644         /* Ok, all of our target is isolated.
1645            We cannot do rollback at this point. */
1646         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1647         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1648         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1649         /* removal success */
1650         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1651         zone->present_pages -= offlined_pages;
1652
1653         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1654         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1655         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1656
1657         init_per_zone_wmark_min();
1658
1659         if (!populated_zone(zone)) {
1660                 zone_pcp_reset(zone);
1661                 build_all_zonelists(NULL);
1662         } else
1663                 zone_pcp_update(zone);
1664
1665         node_states_clear_node(node, &arg);
1666         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1667                 kswapd_stop(node);
1668                 kcompactd_stop(node);
1669         }
1670
1671         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1672         writeback_set_ratelimit();
1673
1674         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1675         mem_hotplug_done();
1676         return 0;
1677
1678 failed_removal_isolated:
1679         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1680 failed_removal:
1681         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1682                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1683                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1684                  reason);
1685         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1686         /* pushback to free area */
1687         mem_hotplug_done();
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1692 {
1693         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1694 }
1695 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1696
1697 /**
1698  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1699  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1700  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1701  * @arg: argument passed to func
1702  * @func: callback for each memory section walked
1703  *
1704  * This function walks through all present mem sections in range
1705  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1706  *
1707  * Returns the return value of func.
1708  */
1709 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1710                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1711 {
1712         struct memory_block *mem = NULL;
1713         struct mem_section *section;
1714         unsigned long pfn, section_nr;
1715         int ret;
1716
1717         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1718                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1719                 if (!present_section_nr(section_nr))
1720                         continue;
1721
1722                 section = __nr_to_section(section_nr);
1723                 /* same memblock? */
1724                 if (mem)
1725                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1726                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1727                                 continue;
1728
1729                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1730                 if (!mem)
1731                         continue;
1732
1733                 ret = func(mem, arg);
1734                 if (ret) {
1735                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1736                         return ret;
1737                 }
1738         }
1739
1740         if (mem)
1741                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1742
1743         return 0;
1744 }
1745
1746 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1747 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1748 {
1749         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1750
1751         if (unlikely(ret)) {
1752                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1753
1754                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1755                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1756                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1757                         &beginpa, &endpa);
1758         }
1759
1760         return ret;
1761 }
1762
1763 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1764 {
1765         int cpu;
1766
1767         for_each_present_cpu(cpu) {
1768                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1769                         /*
1770                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1771                          * offline this node.
1772                          */
1773                         return -EBUSY;
1774         }
1775
1776         return 0;
1777 }
1778
1779 /**
1780  * try_offline_node
1781  * @nid: the node ID
1782  *
1783  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1784  *
1785  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1786  * and online/offline operations before this call.
1787  */
1788 void try_offline_node(int nid)
1789 {
1790         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1791         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1792         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1793         unsigned long pfn;
1794
1795         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1796                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1797
1798                 if (!present_section_nr(section_nr))
1799                         continue;
1800
1801                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1802                         continue;
1803
1804                 /*
1805                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1806                  * can't offline node now.
1807                  */
1808                 return;
1809         }
1810
1811         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1812                 return;
1813
1814         /*
1815          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1816          * node now.
1817          */
1818         node_set_offline(nid);
1819         unregister_one_node(nid);
1820 }
1821 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1822
1823 /**
1824  * remove_memory
1825  * @nid: the node ID
1826  * @start: physical address of the region to remove
1827  * @size: size of the region to remove
1828  *
1829  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1830  * and online/offline operations before this call, as required by
1831  * try_offline_node().
1832  */
1833 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1834 {
1835         int ret;
1836
1837         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1838
1839         mem_hotplug_begin();
1840
1841         /*
1842          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1843          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1844          * if this is not the case.
1845          */
1846         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1847                                 check_memblock_offlined_cb);
1848         if (ret)
1849                 BUG();
1850
1851         /* remove memmap entry */
1852         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1853         memblock_free(start, size);
1854         memblock_remove(start, size);
1855
1856         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1857
1858         try_offline_node(nid);
1859
1860         mem_hotplug_done();
1861 }
1862
1863 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1864 {
1865         lock_device_hotplug();
1866         __remove_memory(nid, start, size);
1867         unlock_device_hotplug();
1868 }
1869 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1870 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */