f767582af4f8c0f28102f2d77d8dc6a667ec3df5
[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, unsigned int order);
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 u64 max_mem_size = U64_MAX;
100
101 /* add this memory to iomem resource */
102 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
103 {
104         struct resource *res;
105         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
106         char *resource_name = "System RAM";
107
108         if (start + size > max_mem_size)
109                 return ERR_PTR(-E2BIG);
110
111         /*
112          * Request ownership of the new memory range.  This might be
113          * a child of an existing resource that was present but
114          * not marked as busy.
115          */
116         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
117                                resource_name, flags);
118
119         if (!res) {
120                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
121                                 start, start + size);
122                 return ERR_PTR(-EEXIST);
123         }
124         return res;
125 }
126
127 static void release_memory_resource(struct resource *res)
128 {
129         if (!res)
130                 return;
131         release_resource(res);
132         kfree(res);
133         return;
134 }
135
136 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
137 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
138                       unsigned long type)
139 {
140         page->freelist = (void *)type;
141         SetPagePrivate(page);
142         set_page_private(page, info);
143         page_ref_inc(page);
144 }
145
146 void put_page_bootmem(struct page *page)
147 {
148         unsigned long type;
149
150         type = (unsigned long) page->freelist;
151         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
152                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
153
154         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
155                 page->freelist = NULL;
156                 ClearPagePrivate(page);
157                 set_page_private(page, 0);
158                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
159                 free_reserved_page(page);
160         }
161 }
162
163 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
164 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
165 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
166 {
167         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
168         struct mem_section *ms;
169         struct page *page, *memmap;
170
171         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
172         ms = __nr_to_section(section_nr);
173
174         /* Get section's memmap address */
175         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
176
177         /*
178          * Get page for the memmap's phys address
179          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
180          */
181         page = virt_to_page(memmap);
182         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
183         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
184
185         /* remember memmap's page */
186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
187                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
188
189         usemap = ms->pageblock_flags;
190         page = virt_to_page(usemap);
191
192         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
193
194         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
195                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
196
197 }
198 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
200 {
201         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
202         struct mem_section *ms;
203         struct page *page, *memmap;
204
205         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
206         ms = __nr_to_section(section_nr);
207
208         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
209
210         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
211
212         usemap = ms->pageblock_flags;
213         page = virt_to_page(usemap);
214
215         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
216
217         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
218                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
219 }
220 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
221
222 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
223 {
224         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
225         int node = pgdat->node_id;
226         struct page *page;
227
228         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
229         page = virt_to_page(pgdat);
230
231         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
232                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
233
234         pfn = pgdat->node_start_pfn;
235         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
236
237         /* register section info */
238         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
239                 /*
240                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
241                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
242                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
243                  * reside in some other nodes.
244                  */
245                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
246                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
247         }
248 }
249 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
250
251 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
252                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
253 {
254         int ret;
255
256         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
257                 return -EEXIST;
258
259         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
260         if (ret < 0)
261                 return ret;
262
263         if (!want_memblock)
264                 return 0;
265
266         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
267 }
268
269 /*
270  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
271  * expected that archs that support memory hotplug will
272  * call this function after deciding the zone to which to
273  * add the new pages.
274  */
275 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
276                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
277                 bool want_memblock)
278 {
279         unsigned long i;
280         int err = 0;
281         int start_sec, end_sec;
282
283         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
284         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
285         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
286
287         if (altmap) {
288                 /*
289                  * Validate altmap is within bounds of the total request
290                  */
291                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
292                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
293                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
294                         err = -EINVAL;
295                         goto out;
296                 }
297                 altmap->alloc = 0;
298         }
299
300         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
301                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
302                                 want_memblock);
303
304                 /*
305                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
306                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
307                  * Warning will be printed if there is collision.
308                  */
309                 if (err && (err != -EEXIST))
310                         break;
311                 err = 0;
312                 cond_resched();
313         }
314         vmemmap_populate_print_last();
315 out:
316         return err;
317 }
318
319 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
320 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
321 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
322                                      unsigned long start_pfn,
323                                      unsigned long end_pfn)
324 {
325         struct mem_section *ms;
326
327         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
328                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
329
330                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
331                         continue;
332
333                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
334                         continue;
335
336                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
337                         continue;
338
339                 return start_pfn;
340         }
341
342         return 0;
343 }
344
345 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
346 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
347                                     unsigned long start_pfn,
348                                     unsigned long end_pfn)
349 {
350         struct mem_section *ms;
351         unsigned long pfn;
352
353         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
354         pfn = end_pfn - 1;
355         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
356                 ms = __pfn_to_section(pfn);
357
358                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
359                         continue;
360
361                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
362                         continue;
363
364                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
365                         continue;
366
367                 return pfn;
368         }
369
370         return 0;
371 }
372
373 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
374                              unsigned long end_pfn)
375 {
376         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
377         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
378         unsigned long zone_end_pfn = z;
379         unsigned long pfn;
380         struct mem_section *ms;
381         int nid = zone_to_nid(zone);
382
383         zone_span_writelock(zone);
384         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
385                 /*
386                  * If the section is smallest section in the zone, it need
387                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
388                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
389                  * for shrinking zone.
390                  */
391                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
392                                                 zone_end_pfn);
393                 if (pfn) {
394                         zone->zone_start_pfn = pfn;
395                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
396                 }
397         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is biggest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->spanned_pages.
401                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
402                  * shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
405                                                start_pfn);
406                 if (pfn)
407                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
408         }
409
410         /*
411          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
412          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
413          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
414          * it check the zone has only hole or not.
415          */
416         pfn = zone_start_pfn;
417         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
418                 ms = __pfn_to_section(pfn);
419
420                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
421                         continue;
422
423                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
424                         continue;
425
426                  /* If the section is current section, it continues the loop */
427                 if (start_pfn == pfn)
428                         continue;
429
430                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
431                 zone_span_writeunlock(zone);
432                 return;
433         }
434
435         /* The zone has no valid section */
436         zone->zone_start_pfn = 0;
437         zone->spanned_pages = 0;
438         zone_span_writeunlock(zone);
439 }
440
441 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
442                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
443 {
444         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
445         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
446         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
447         unsigned long pfn;
448         struct mem_section *ms;
449         int nid = pgdat->node_id;
450
451         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
452                 /*
453                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
454                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
455                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
456                  * for shrinking zone.
457                  */
458                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
459                                                 pgdat_end_pfn);
460                 if (pfn) {
461                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
462                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
463                 }
464         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
465                 /*
466                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
467                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
468                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
469                  * shrinking zone.
470                  */
471                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
472                                                start_pfn);
473                 if (pfn)
474                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
475         }
476
477         /*
478          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
479          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
480          * change the pgdat.
481          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
482          * has only hole or not.
483          */
484         pfn = pgdat_start_pfn;
485         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
486                 ms = __pfn_to_section(pfn);
487
488                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
489                         continue;
490
491                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
492                         continue;
493
494                  /* If the section is current section, it continues the loop */
495                 if (start_pfn == pfn)
496                         continue;
497
498                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
499                 return;
500         }
501
502         /* The pgdat has no valid section */
503         pgdat->node_start_pfn = 0;
504         pgdat->node_spanned_pages = 0;
505 }
506
507 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
508 {
509         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
510         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
511         unsigned long flags;
512
513         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
514         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
515         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
516         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
517 }
518
519 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
520                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
521 {
522         unsigned long start_pfn;
523         int scn_nr;
524         int ret = -EINVAL;
525
526         if (!valid_section(ms))
527                 return ret;
528
529         ret = unregister_memory_section(ms);
530         if (ret)
531                 return ret;
532
533         scn_nr = __section_nr(ms);
534         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
535         __remove_zone(zone, start_pfn);
536
537         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
538         return 0;
539 }
540
541 /**
542  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
543  * @zone: zone from which pages need to be removed
544  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
545  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
546  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
547  *
548  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
549  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
550  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
551  * calling offline_pages().
552  */
553 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
554                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
555 {
556         unsigned long i;
557         unsigned long map_offset = 0;
558         int sections_to_remove, ret = 0;
559
560         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
561         if (is_dev_zone(zone)) {
562                 if (altmap)
563                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
564         } else {
565                 resource_size_t start, size;
566
567                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
568                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
569
570                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
571                                         size);
572                 if (ret) {
573                         resource_size_t endres = start + size - 1;
574
575                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
576                                         &start, &endres, ret);
577                 }
578         }
579
580         clear_zone_contiguous(zone);
581
582         /*
583          * We can only remove entire sections
584          */
585         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
586         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
587
588         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
589         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
590                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
591
592                 cond_resched();
593                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
594                                 altmap);
595                 map_offset = 0;
596                 if (ret)
597                         break;
598         }
599
600         set_zone_contiguous(zone);
601
602         return ret;
603 }
604 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
605
606 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
607 {
608         int rc = -EINVAL;
609
610         get_online_mems();
611         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
612
613         if (online_page_callback == generic_online_page) {
614                 online_page_callback = callback;
615                 rc = 0;
616         }
617
618         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
619         put_online_mems();
620
621         return rc;
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
624
625 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
626 {
627         int rc = -EINVAL;
628
629         get_online_mems();
630         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
631
632         if (online_page_callback == callback) {
633                 online_page_callback = generic_online_page;
634                 rc = 0;
635         }
636
637         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
638         put_online_mems();
639
640         return rc;
641 }
642 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
643
644 void __online_page_set_limits(struct page *page)
645 {
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
648
649 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
650 {
651         adjust_managed_page_count(page, 1);
652 }
653 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
654
655 void __online_page_free(struct page *page)
656 {
657         __free_reserved_page(page);
658 }
659 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
660
661 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
662 {
663         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
664         __free_pages_core(page, order);
665         totalram_pages_add(1UL << order);
666 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
667         if (PageHighMem(page))
668                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
669 #endif
670 }
671
672 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
673 {
674         unsigned long end = start + nr_pages;
675         int order, onlined_pages = 0;
676
677         while (start < end) {
678                 order = min(MAX_ORDER - 1,
679                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
680                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
681
682                 onlined_pages += (1UL << order);
683                 start += (1UL << order);
684         }
685         return onlined_pages;
686 }
687
688 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
689                         void *arg)
690 {
691         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
692
693         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
694                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
695
696         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
697
698         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
699         return 0;
700 }
701
702 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
703 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
704         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
705 {
706         int nid = zone_to_nid(zone);
707
708         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
709         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
710         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
711
712         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
713                 arg->status_change_nid = nid;
714         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
715                 arg->status_change_nid_normal = nid;
716 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
717         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
718                 arg->status_change_nid_high = nid;
719 #endif
720 }
721
722 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
723 {
724         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
725                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
726
727         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
728                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
729
730         if (arg->status_change_nid >= 0)
731                 node_set_state(node, N_MEMORY);
732 }
733
734 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
735                 unsigned long nr_pages)
736 {
737         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
738
739         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
740                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
741
742         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
743 }
744
745 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
746                                      unsigned long nr_pages)
747 {
748         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
749
750         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
751                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
752
753         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
754 }
755
756 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
757                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
758 {
759         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
760         int nid = pgdat->node_id;
761         unsigned long flags;
762
763         clear_zone_contiguous(zone);
764
765         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
766         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
767         zone_span_writelock(zone);
768         if (zone_is_empty(zone))
769                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
770         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
771         zone_span_writeunlock(zone);
772         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
773         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
774
775         /*
776          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
777          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
778          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
779          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
780          */
781         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
782                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
783
784         set_zone_contiguous(zone);
785 }
786
787 /*
788  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
789  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
790  * to the ZONE_NORMAL.
791  */
792 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
793                 unsigned long nr_pages)
794 {
795         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
796         int zid;
797
798         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
799                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
800
801                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
802                         return zone;
803         }
804
805         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
806 }
807
808 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
809                 unsigned long nr_pages)
810 {
811         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
812                         nr_pages);
813         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
814         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
815         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
816
817         /*
818          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
819          * overlap in the given range
820          */
821         if (in_kernel ^ in_movable)
822                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
823
824         /*
825          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
826          * given range then we use movable zone only if movable_node is
827          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
828          */
829         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
830 }
831
832 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
833                 unsigned long nr_pages)
834 {
835         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
836                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
837
838         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
839                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
840
841         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
842 }
843
844 /*
845  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
846  * for the given online type.
847  */
848 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
849                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
850 {
851         struct zone *zone;
852
853         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
854         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
855         return zone;
856 }
857
858 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
859 {
860         unsigned long flags;
861         unsigned long onlined_pages = 0;
862         struct zone *zone;
863         int need_zonelists_rebuild = 0;
864         int nid;
865         int ret;
866         struct memory_notify arg;
867         struct memory_block *mem;
868
869         mem_hotplug_begin();
870
871         /*
872          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
873          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
874          */
875         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
876         nid = mem->nid;
877
878         /* associate pfn range with the zone */
879         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
880
881         arg.start_pfn = pfn;
882         arg.nr_pages = nr_pages;
883         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
884
885         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
886         ret = notifier_to_errno(ret);
887         if (ret)
888                 goto failed_addition;
889
890         /*
891          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
892          * This means the page allocator ignores this zone.
893          * So, zonelist must be updated after online.
894          */
895         if (!populated_zone(zone)) {
896                 need_zonelists_rebuild = 1;
897                 setup_zone_pageset(zone);
898         }
899
900         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
901                 online_pages_range);
902         if (ret) {
903                 if (need_zonelists_rebuild)
904                         zone_pcp_reset(zone);
905                 goto failed_addition;
906         }
907
908         zone->present_pages += onlined_pages;
909
910         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
911         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
912         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
913
914         if (onlined_pages) {
915                 node_states_set_node(nid, &arg);
916                 if (need_zonelists_rebuild)
917                         build_all_zonelists(NULL);
918                 else
919                         zone_pcp_update(zone);
920         }
921
922         init_per_zone_wmark_min();
923
924         if (onlined_pages) {
925                 kswapd_run(nid);
926                 kcompactd_run(nid);
927         }
928
929         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
930
931         writeback_set_ratelimit();
932
933         if (onlined_pages)
934                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
935         mem_hotplug_done();
936         return 0;
937
938 failed_addition:
939         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
940                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
941                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
942         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
943         mem_hotplug_done();
944         return ret;
945 }
946 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
947
948 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
949 {
950         struct zone *z;
951
952         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
953                 z->present_pages = 0;
954
955         pgdat->node_present_pages = 0;
956 }
957
958 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
959 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
960 {
961         struct pglist_data *pgdat;
962         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
963
964         pgdat = NODE_DATA(nid);
965         if (!pgdat) {
966                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
967                 if (!pgdat)
968                         return NULL;
969
970                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
971         } else {
972                 /*
973                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
974                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
975                  * when it starts in the near future.
976                  */
977                 pgdat->nr_zones = 0;
978                 pgdat->kswapd_order = 0;
979                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
980         }
981
982         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
983
984         pgdat->node_id = nid;
985         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
986
987         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
988         free_area_init_core_hotplug(nid);
989         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
990
991         /*
992          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
993          * to access not-initialized zonelist, build here.
994          */
995         build_all_zonelists(pgdat);
996
997         /*
998          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
999          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1000          * online_pages() and offline_pages().
1001          */
1002         reset_node_managed_pages(pgdat);
1003         reset_node_present_pages(pgdat);
1004
1005         return pgdat;
1006 }
1007
1008 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1009 {
1010         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1011
1012         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1013         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1014         arch_free_nodedata(pgdat);
1015         return;
1016 }
1017
1018
1019 /**
1020  * try_online_node - online a node if offlined
1021  * @nid: the node ID
1022  * @start: start addr of the node
1023  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1024  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1025  *
1026  * Returns:
1027  * 1 -> a new node has been allocated
1028  * 0 -> the node is already online
1029  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1030  */
1031 static int __try_online_node(int nid, u64 start, bool set_node_online)
1032 {
1033         pg_data_t *pgdat;
1034         int ret = 1;
1035
1036         if (node_online(nid))
1037                 return 0;
1038
1039         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1040         if (!pgdat) {
1041                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1042                 ret = -ENOMEM;
1043                 goto out;
1044         }
1045
1046         if (set_node_online) {
1047                 node_set_online(nid);
1048                 ret = register_one_node(nid);
1049                 BUG_ON(ret);
1050         }
1051 out:
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Users of this function always want to online/register the node
1057  */
1058 int try_online_node(int nid)
1059 {
1060         int ret;
1061
1062         mem_hotplug_begin();
1063         ret =  __try_online_node(nid, 0, true);
1064         mem_hotplug_done();
1065         return ret;
1066 }
1067
1068 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1069 {
1070         unsigned long block_sz = memory_block_size_bytes();
1071         u64 block_nr_pages = block_sz >> PAGE_SHIFT;
1072         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1073         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1074
1075         /* memory range must be block size aligned */
1076         if (!nr_pages || !IS_ALIGNED(start_pfn, block_nr_pages) ||
1077             !IS_ALIGNED(nr_pages, block_nr_pages)) {
1078                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1079                        block_sz, start, size);
1080                 return -EINVAL;
1081         }
1082
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1087 {
1088         return device_online(&mem->dev);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1093  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1094  *
1095  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1096  */
1097 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res)
1098 {
1099         u64 start, size;
1100         bool new_node = false;
1101         int ret;
1102
1103         start = res->start;
1104         size = resource_size(res);
1105
1106         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1107         if (ret)
1108                 return ret;
1109
1110         mem_hotplug_begin();
1111
1112         /*
1113          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1114          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1115          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1116          * be removed at hot-remove time.
1117          */
1118         memblock_add_node(start, size, nid);
1119
1120         ret = __try_online_node(nid, start, false);
1121         if (ret < 0)
1122                 goto error;
1123         new_node = ret;
1124
1125         /* call arch's memory hotadd */
1126         ret = arch_add_memory(nid, start, size, NULL, true);
1127         if (ret < 0)
1128                 goto error;
1129
1130         if (new_node) {
1131                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1132                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1133                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1134                  * We online node here. We can't roll back from here.
1135                  */
1136                 node_set_online(nid);
1137                 ret = __register_one_node(nid);
1138                 BUG_ON(ret);
1139         }
1140
1141         /* link memory sections under this node.*/
1142         ret = link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1));
1143         BUG_ON(ret);
1144
1145         /* create new memmap entry */
1146         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1147
1148         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1149         mem_hotplug_done();
1150
1151         /* online pages if requested */
1152         if (memhp_auto_online)
1153                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1154                                   NULL, online_memory_block);
1155
1156         return ret;
1157 error:
1158         /* rollback pgdat allocation and others */
1159         if (new_node)
1160                 rollback_node_hotadd(nid);
1161         memblock_remove(start, size);
1162         mem_hotplug_done();
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1167 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1168 {
1169         struct resource *res;
1170         int ret;
1171
1172         res = register_memory_resource(start, size);
1173         if (IS_ERR(res))
1174                 return PTR_ERR(res);
1175
1176         ret = add_memory_resource(nid, res);
1177         if (ret < 0)
1178                 release_memory_resource(res);
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1183 {
1184         int rc;
1185
1186         lock_device_hotplug();
1187         rc = __add_memory(nid, start, size);
1188         unlock_device_hotplug();
1189
1190         return rc;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1193
1194 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1195 /*
1196  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1197  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1198  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1199  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1200  * be located at the start of the pageblock
1201  */
1202 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1203 {
1204         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1205 }
1206
1207 /* Return the pfn of the start of the next active pageblock after a given pfn */
1208 static unsigned long next_active_pageblock(unsigned long pfn)
1209 {
1210         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1211
1212         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1213         BUG_ON(pfn & (pageblock_nr_pages - 1));
1214
1215         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1216         if (pageblock_free(page)) {
1217                 int order;
1218                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1219                 order = page_order(page);
1220                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1221                         return pfn + (1 << order);
1222         }
1223
1224         return pfn + pageblock_nr_pages;
1225 }
1226
1227 static bool is_pageblock_removable_nolock(unsigned long pfn)
1228 {
1229         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1230         struct zone *zone;
1231
1232         /*
1233          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1234          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1235          * the zone but still within the section.
1236          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1237          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1238          */
1239         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1240                 return false;
1241
1242         zone = page_zone(page);
1243         pfn = page_to_pfn(page);
1244         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1245                 return false;
1246
1247         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1248 }
1249
1250 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1251 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1252 {
1253         unsigned long end_pfn, pfn;
1254
1255         end_pfn = min(start_pfn + nr_pages,
1256                         zone_end_pfn(page_zone(pfn_to_page(start_pfn))));
1257
1258         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1259         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn = next_active_pageblock(pfn)) {
1260                 if (!is_pageblock_removable_nolock(pfn))
1261                         return false;
1262                 cond_resched();
1263         }
1264
1265         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1266         return true;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1271  * When true, return its valid [start, end).
1272  */
1273 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1274                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1275 {
1276         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1277         unsigned long start, end;
1278         struct zone *zone = NULL;
1279         struct page *page;
1280         int i;
1281         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1282              pfn < end_pfn;
1283              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1284                 /* Make sure the memory section is present first */
1285                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1286                         continue;
1287                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1288                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1289                         i = 0;
1290                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1291                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1292                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1293                                 i++;
1294                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1295                                 continue;
1296                         /* Check if we got outside of the zone */
1297                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1298                                 return 0;
1299                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1300                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1301                                 return 0;
1302                         if (!zone)
1303                                 start = pfn + i;
1304                         zone = page_zone(page);
1305                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1306                 }
1307         }
1308
1309         if (zone) {
1310                 *valid_start = start;
1311                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1312                 return 1;
1313         } else {
1314                 return 0;
1315         }
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1320  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1321  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1322  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1323  */
1324 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1325 {
1326         unsigned long pfn;
1327
1328         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1329                 struct page *page, *head;
1330                 unsigned long skip;
1331
1332                 if (!pfn_valid(pfn))
1333                         continue;
1334                 page = pfn_to_page(pfn);
1335                 if (PageLRU(page))
1336                         return pfn;
1337                 if (__PageMovable(page))
1338                         return pfn;
1339
1340                 if (!PageHuge(page))
1341                         continue;
1342                 head = compound_head(page);
1343                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1344                     page_huge_active(head))
1345                         return pfn;
1346                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1347                 pfn += skip - 1;
1348         }
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1353 {
1354         int nid = page_to_nid(page);
1355         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1356
1357         /*
1358          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1359          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1360          * of the only existing node)
1361          */
1362         node_clear(nid, nmask);
1363         if (nodes_empty(nmask))
1364                 node_set(nid, nmask);
1365
1366         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1367 }
1368
1369 static int
1370 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1371 {
1372         unsigned long pfn;
1373         struct page *page;
1374         int ret = 0;
1375         LIST_HEAD(source);
1376
1377         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1378                 if (!pfn_valid(pfn))
1379                         continue;
1380                 page = pfn_to_page(pfn);
1381
1382                 if (PageHuge(page)) {
1383                         struct page *head = compound_head(page);
1384                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1385                                 ret = -EBUSY;
1386                                 break;
1387                         }
1388                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1389                         isolate_huge_page(head, &source);
1390                         continue;
1391                 } else if (PageTransHuge(page))
1392                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1393                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1394
1395                 /*
1396                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1397                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1398                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1399                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1400                  * the unmap as the catch all safety net).
1401                  */
1402                 if (PageHWPoison(page)) {
1403                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1404                                 isolate_lru_page(page);
1405                         if (page_mapped(page))
1406                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1407                         continue;
1408                 }
1409
1410                 if (!get_page_unless_zero(page))
1411                         continue;
1412                 /*
1413                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1414                  * LRU and non-lru movable pages.
1415                  */
1416                 if (PageLRU(page))
1417                         ret = isolate_lru_page(page);
1418                 else
1419                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1420                 if (!ret) { /* Success */
1421                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1422                         if (!__PageMovable(page))
1423                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1424                                                     page_is_file_cache(page));
1425
1426                 } else {
1427                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1428                         dump_page(page, "isolation failed");
1429                 }
1430                 put_page(page);
1431         }
1432         if (!list_empty(&source)) {
1433                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1434                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1435                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1436                 if (ret) {
1437                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1438                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1439                                        page_to_pfn(page), ret);
1440                                 dump_page(page, "migration failure");
1441                         }
1442                         putback_movable_pages(&source);
1443                 }
1444         }
1445
1446         return ret;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1451  */
1452 static int
1453 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1454                         void *data)
1455 {
1456         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 static void
1461 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1462 {
1463         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1464                                 offline_isolated_pages_cb);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1469  */
1470 static int
1471 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1472                         void *data)
1473 {
1474         int ret;
1475         long offlined = *(long *)data;
1476         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1477         offlined = nr_pages;
1478         if (!ret)
1479                 *(long *)data += offlined;
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 static long
1484 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1485 {
1486         long offlined = 0;
1487         int ret;
1488
1489         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1490                         check_pages_isolated_cb);
1491         if (ret < 0)
1492                 offlined = (long)ret;
1493         return offlined;
1494 }
1495
1496 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1497 {
1498 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1499         movable_node_enabled = true;
1500 #else
1501         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1502 #endif
1503         return 0;
1504 }
1505 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1506
1507 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1508 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1509                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1510 {
1511         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1512         unsigned long present_pages = 0;
1513         enum zone_type zt;
1514
1515         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1516         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1517         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1518
1519         /*
1520          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1521          * If the memory to be offline is within the range
1522          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1523          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1524          * thus we can determine that we need to clear the node from
1525          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1526          */
1527         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1528                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1529         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1530                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1531
1532 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1533         /*
1534          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1535          * have normal memory or high memory.
1536          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1537          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1538          * we determine that the zones in that range become empty,
1539          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1540          */
1541         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1542         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1543                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1544 #endif
1545
1546         /*
1547          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1548          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1549          * as well.
1550          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1551          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1552          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1553          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1554          * it for N_MEMORY as well.
1555          */
1556         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1557
1558         if (nr_pages >= present_pages)
1559                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1560 }
1561
1562 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1563 {
1564         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1565                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1566
1567         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1568                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1569
1570         if (arg->status_change_nid >= 0)
1571                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1572 }
1573
1574 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1575                   unsigned long end_pfn)
1576 {
1577         unsigned long pfn, nr_pages;
1578         long offlined_pages;
1579         int ret, node;
1580         unsigned long flags;
1581         unsigned long valid_start, valid_end;
1582         struct zone *zone;
1583         struct memory_notify arg;
1584         char *reason;
1585
1586         mem_hotplug_begin();
1587
1588         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1589            we assume this for now. .*/
1590         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1591                                   &valid_end)) {
1592                 ret = -EINVAL;
1593                 reason = "multizone range";
1594                 goto failed_removal;
1595         }
1596
1597         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1598         node = zone_to_nid(zone);
1599         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1600
1601         /* set above range as isolated */
1602         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1603                                        MIGRATE_MOVABLE,
1604                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1605         if (ret) {
1606                 reason = "failure to isolate range";
1607                 goto failed_removal;
1608         }
1609
1610         arg.start_pfn = start_pfn;
1611         arg.nr_pages = nr_pages;
1612         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1613
1614         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1615         ret = notifier_to_errno(ret);
1616         if (ret) {
1617                 reason = "notifier failure";
1618                 goto failed_removal_isolated;
1619         }
1620
1621         do {
1622                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1623                         if (signal_pending(current)) {
1624                                 ret = -EINTR;
1625                                 reason = "signal backoff";
1626                                 goto failed_removal_isolated;
1627                         }
1628
1629                         cond_resched();
1630                         lru_add_drain_all();
1631
1632                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1633                         if (pfn) {
1634                                 /*
1635                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1636                                  * out
1637                                  */
1638                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1639                         }
1640                 }
1641
1642                 /*
1643                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1644                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1645                  * counting consistent.
1646                  */
1647                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1648                 if (ret) {
1649                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1650                         goto failed_removal_isolated;
1651                 }
1652                 /* check again */
1653                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1654         } while (offlined_pages < 0);
1655
1656         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1657         /* Ok, all of our target is isolated.
1658            We cannot do rollback at this point. */
1659         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1660         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1661         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1662         /* removal success */
1663         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1664         zone->present_pages -= offlined_pages;
1665
1666         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1667         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1668         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1669
1670         init_per_zone_wmark_min();
1671
1672         if (!populated_zone(zone)) {
1673                 zone_pcp_reset(zone);
1674                 build_all_zonelists(NULL);
1675         } else
1676                 zone_pcp_update(zone);
1677
1678         node_states_clear_node(node, &arg);
1679         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1680                 kswapd_stop(node);
1681                 kcompactd_stop(node);
1682         }
1683
1684         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1685         writeback_set_ratelimit();
1686
1687         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1688         mem_hotplug_done();
1689         return 0;
1690
1691 failed_removal_isolated:
1692         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1693 failed_removal:
1694         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1695                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1696                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1697                  reason);
1698         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1699         /* pushback to free area */
1700         mem_hotplug_done();
1701         return ret;
1702 }
1703
1704 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1705 {
1706         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1707 }
1708 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1709
1710 /**
1711  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1712  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1713  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1714  * @arg: argument passed to func
1715  * @func: callback for each memory section walked
1716  *
1717  * This function walks through all present mem sections in range
1718  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1719  *
1720  * Returns the return value of func.
1721  */
1722 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1723                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1724 {
1725         struct memory_block *mem = NULL;
1726         struct mem_section *section;
1727         unsigned long pfn, section_nr;
1728         int ret;
1729
1730         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1731                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1732                 if (!present_section_nr(section_nr))
1733                         continue;
1734
1735                 section = __nr_to_section(section_nr);
1736                 /* same memblock? */
1737                 if (mem)
1738                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1739                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1740                                 continue;
1741
1742                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1743                 if (!mem)
1744                         continue;
1745
1746                 ret = func(mem, arg);
1747                 if (ret) {
1748                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1749                         return ret;
1750                 }
1751         }
1752
1753         if (mem)
1754                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1755
1756         return 0;
1757 }
1758
1759 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1760 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1761 {
1762         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1763
1764         if (unlikely(ret)) {
1765                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1766
1767                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1768                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1769                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1770                         &beginpa, &endpa);
1771         }
1772
1773         return ret;
1774 }
1775
1776 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1777 {
1778         int cpu;
1779
1780         for_each_present_cpu(cpu) {
1781                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1782                         /*
1783                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1784                          * offline this node.
1785                          */
1786                         return -EBUSY;
1787         }
1788
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 /**
1793  * try_offline_node
1794  * @nid: the node ID
1795  *
1796  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1797  *
1798  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1799  * and online/offline operations before this call.
1800  */
1801 void try_offline_node(int nid)
1802 {
1803         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1804         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1805         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1806         unsigned long pfn;
1807
1808         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1809                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1810
1811                 if (!present_section_nr(section_nr))
1812                         continue;
1813
1814                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1815                         continue;
1816
1817                 /*
1818                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1819                  * can't offline node now.
1820                  */
1821                 return;
1822         }
1823
1824         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1825                 return;
1826
1827         /*
1828          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1829          * node now.
1830          */
1831         node_set_offline(nid);
1832         unregister_one_node(nid);
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1835
1836 /**
1837  * remove_memory
1838  * @nid: the node ID
1839  * @start: physical address of the region to remove
1840  * @size: size of the region to remove
1841  *
1842  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1843  * and online/offline operations before this call, as required by
1844  * try_offline_node().
1845  */
1846 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1847 {
1848         int ret;
1849
1850         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1851
1852         mem_hotplug_begin();
1853
1854         /*
1855          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1856          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1857          * if this is not the case.
1858          */
1859         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1860                                 check_memblock_offlined_cb);
1861         if (ret)
1862                 BUG();
1863
1864         /* remove memmap entry */
1865         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1866         memblock_free(start, size);
1867         memblock_remove(start, size);
1868
1869         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1870
1871         try_offline_node(nid);
1872
1873         mem_hotplug_done();
1874 }
1875
1876 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1877 {
1878         lock_device_hotplug();
1879         __remove_memory(nid, start, size);
1880         unlock_device_hotplug();
1881 }
1882 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1883 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */