mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/sched/signal.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memremap.h>
  22 #include <linux/memory_hotplug.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/migrate.h>
  28 #include <linux/page-isolation.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/suspend.h>
  31 #include <linux/mm_inline.h>
  32 #include <linux/firmware-map.h>
  33 #include <linux/stop_machine.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/memblock.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/compaction.h>
  38
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 /*
  44  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  45  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  46  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  47  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  48  */
  49
  50 static void generic_online_page(struct page *page);
  51
  52 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  53 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  54
  55 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
  56
  57 void get_online_mems(void)
  58 {
  59         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
  60 }
  61
  62 void put_online_mems(void)
  63 {
  64         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
  65 }
  66
  67 bool movable_node_enabled = false;
  68
  69 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
  70 bool memhp_auto_online;
  71 #else
  72 bool memhp_auto_online = true;
  73 #endif
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
  75
  76 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "online"))
  79                 memhp_auto_online = true;
  80         else if (!strcmp(str, "offline"))
  81                 memhp_auto_online = false;
  82
  83         return 1;
  84 }
  85 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
  86
  87 void mem_hotplug_begin(void)
  88 {
  89         cpus_read_lock();
  90         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
  91 }
  92
  93 void mem_hotplug_done(void)
  94 {
  95         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
  96         cpus_read_unlock();
  97 }
  98
  99 /* add this memory to iomem resource */
 100 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 101 {
 102         struct resource *res;
 103         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 104         if (!res)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         res->name = "System RAM";
 108         res->start = start;
 109         res->end = start + size - 1;
 110         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 111         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
 112                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 113                 kfree(res);
 114                 return ERR_PTR(-EEXIST);
 115         }
 116         return res;
 117 }
 118
 119 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 120 {
 121         if (!res)
 122                 return;
 123         release_resource(res);
 124         kfree(res);
 125         return;
 126 }
 127
 128 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 129 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 130                       unsigned long type)
 131 {
 132         page->freelist = (void *)type;
 133         SetPagePrivate(page);
 134         set_page_private(page, info);
 135         page_ref_inc(page);
 136 }
 137
 138 void put_page_bootmem(struct page *page)
 139 {
 140         unsigned long type;
 141
 142         type = (unsigned long) page->freelist;
 143         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 144                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 145
 146         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
 147                 page->freelist = NULL;
 148                 ClearPagePrivate(page);
 149                 set_page_private(page, 0);
 150                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 151                 free_reserved_page(page);
 152         }
 153 }
 154
 155 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 156 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 157 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 158 {
 159         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 160         struct mem_section *ms;
 161         struct page *page, *memmap;
 162
 163         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 164         ms = __nr_to_section(section_nr);
 165
 166         /* Get section's memmap address */
 167         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 168
 169         /*
 170          * Get page for the memmap's phys address
 171          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 172          */
 173         page = virt_to_page(memmap);
 174         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 175         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 176
 177         /* remember memmap's page */
 178         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 179                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 180
 181         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 182         page = virt_to_page(usemap);
 183
 184         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 185
 186         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 187                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 188
 189 }
 190 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 191 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 192 {
 193         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 194         struct mem_section *ms;
 195         struct page *page, *memmap;
 196
 197         if (!pfn_valid(start_pfn))
 198                 return;
 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 = __nr_to_section(section_nr)->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                 bool want_memblock)
 248 {
 249         int ret;
 250         int i;
 251
 252         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 253                 return -EEXIST;
 254
 255         ret = sparse_add_one_section(NODE_DATA(nid), phys_start_pfn);
 256         if (ret < 0)
 257                 return ret;
 258
 259         /*
 260          * Make all the pages reserved so that nobody will stumble over half
 261          * initialized state.
 262          * FIXME: We also have to associate it with a node because pfn_to_node
 263          * relies on having page with the proper node.
 264          */
 265         for (i = 0; i < PAGES_PER_SECTION; i++) {
 266                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i;
 267                 struct page *page;
 268                 if (!pfn_valid(pfn))
 269                         continue;
 270
 271                 page = pfn_to_page(pfn);
 272                 set_page_node(page, nid);
 273                 SetPageReserved(page);
 274         }
 275
 276         if (!want_memblock)
 277                 return 0;
 278
 279         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 284  * expected that archs that support memory hotplug will
 285  * call this function after deciding the zone to which to
 286  * add the new pages.
 287  */
 288 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
 289                         unsigned long nr_pages, bool want_memblock)
 290 {
 291         unsigned long i;
 292         int err = 0;
 293         int start_sec, end_sec;
 294         struct vmem_altmap *altmap;
 295
 296         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 297         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 298         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 299
 300         altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) pfn_to_page(phys_start_pfn));
 301         if (altmap) {
 302                 /*
 303                  * Validate altmap is within bounds of the total request
 304                  */
 305                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
 306                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
 307                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
 308                         err = -EINVAL;
 309                         goto out;
 310                 }
 311                 altmap->alloc = 0;
 312         }
 313
 314         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 315                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), want_memblock);
 316
 317                 /*
 318                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 319                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 320                  * Warning will be printed if there is collision.
 321                  */
 322                 if (err && (err != -EEXIST))
 323                         break;
 324                 err = 0;
 325         }
 326         vmemmap_populate_print_last();
 327 out:
 328         return err;
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 331
 332 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 333 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 334 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 335                                      unsigned long start_pfn,
 336                                      unsigned long end_pfn)
 337 {
 338         struct mem_section *ms;
 339
 340         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 341                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 342
 343                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 344                         continue;
 345
 346                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 347                         continue;
 348
 349                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 350                         continue;
 351
 352                 return start_pfn;
 353         }
 354
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 359 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 360                                     unsigned long start_pfn,
 361                                     unsigned long end_pfn)
 362 {
 363         struct mem_section *ms;
 364         unsigned long pfn;
 365
 366         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 367         pfn = end_pfn - 1;
 368         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 369                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 370
 371                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 372                         continue;
 373
 374                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 375                         continue;
 376
 377                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 378                         continue;
 379
 380                 return pfn;
 381         }
 382
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 387                              unsigned long end_pfn)
 388 {
 389         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 390         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 391         unsigned long zone_end_pfn = z;
 392         unsigned long pfn;
 393         struct mem_section *ms;
 394         int nid = zone_to_nid(zone);
 395
 396         zone_span_writelock(zone);
 397         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 398                 /*
 399                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 400                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 401                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 402                  * for shrinking zone.
 403                  */
 404                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 405                                                 zone_end_pfn);
 406                 if (pfn) {
 407                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 408                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 409                 }
 410         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 411                 /*
 412                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 413                  * shrink zone->spanned_pages.
 414                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 415                  * shrinking zone.
 416                  */
 417                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 418                                                start_pfn);
 419                 if (pfn)
 420                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 421         }
 422
 423         /*
 424          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 425          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 426          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 427          * it check the zone has only hole or not.
 428          */
 429         pfn = zone_start_pfn;
 430         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 431                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 432
 433                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 434                         continue;
 435
 436                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 437                         continue;
 438
 439                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 440                 if (start_pfn == pfn)
 441                         continue;
 442
 443                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 444                 zone_span_writeunlock(zone);
 445                 return;
 446         }
 447
 448         /* The zone has no valid section */
 449         zone->zone_start_pfn = 0;
 450         zone->spanned_pages = 0;
 451         zone_span_writeunlock(zone);
 452 }
 453
 454 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 455                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 456 {
 457         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 458         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 459         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 460         unsigned long pfn;
 461         struct mem_section *ms;
 462         int nid = pgdat->node_id;
 463
 464         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 465                 /*
 466                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 467                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 468                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 469                  * for shrinking zone.
 470                  */
 471                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 472                                                 pgdat_end_pfn);
 473                 if (pfn) {
 474                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 475                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 476                 }
 477         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 478                 /*
 479                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 480                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 481                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 482                  * shrinking zone.
 483                  */
 484                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 485                                                start_pfn);
 486                 if (pfn)
 487                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 488         }
 489
 490         /*
 491          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 492          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 493          * change the pgdat.
 494          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 495          * has only hole or not.
 496          */
 497         pfn = pgdat_start_pfn;
 498         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 499                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 500
 501                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 502                         continue;
 503
 504                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 505                         continue;
 506
 507                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 508                 if (start_pfn == pfn)
 509                         continue;
 510
 511                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 512                 return;
 513         }
 514
 515         /* The pgdat has no valid section */
 516         pgdat->node_start_pfn = 0;
 517         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 518 }
 519
 520 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 521 {
 522         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 523         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 524         unsigned long flags;
 525
 526         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 527         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 528         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 529         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 530 }
 531
 532 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
 533                 unsigned long map_offset)
 534 {
 535         unsigned long start_pfn;
 536         int scn_nr;
 537         int ret = -EINVAL;
 538
 539         if (!valid_section(ms))
 540                 return ret;
 541
 542         ret = unregister_memory_section(ms);
 543         if (ret)
 544                 return ret;
 545
 546         scn_nr = __section_nr(ms);
 547         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 548         __remove_zone(zone, start_pfn);
 549
 550         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 /**
 555  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 556  * @zone: zone from which pages need to be removed
 557  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 558  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 559  *
 560  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 561  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 562  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 563  * calling offline_pages().
 564  */
 565 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 566                  unsigned long nr_pages)
 567 {
 568         unsigned long i;
 569         unsigned long map_offset = 0;
 570         int sections_to_remove, ret = 0;
 571
 572         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
 573         if (is_dev_zone(zone)) {
 574                 struct page *page = pfn_to_page(phys_start_pfn);
 575                 struct vmem_altmap *altmap;
 576
 577                 altmap = to_vmem_altmap((unsigned long) page);
 578                 if (altmap)
 579                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
 580         } else {
 581                 resource_size_t start, size;
 582
 583                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 584                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 585
 586                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
 587                                         size);
 588                 if (ret) {
 589                         resource_size_t endres = start + size - 1;
 590
 591                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 592                                         &start, &endres, ret);
 593                 }
 594         }
 595
 596         clear_zone_contiguous(zone);
 597
 598         /*
 599          * We can only remove entire sections
 600          */
 601         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 602         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 603
 604         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 605         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 606                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 607
 608                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset);
 609                 map_offset = 0;
 610                 if (ret)
 611                         break;
 612         }
 613
 614         set_zone_contiguous(zone);
 615
 616         return ret;
 617 }
 618 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 619
 620 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 621 {
 622         int rc = -EINVAL;
 623
 624         get_online_mems();
 625         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 626
 627         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 628                 online_page_callback = callback;
 629                 rc = 0;
 630         }
 631
 632         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 633         put_online_mems();
 634
 635         return rc;
 636 }
 637 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 638
 639 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 640 {
 641         int rc = -EINVAL;
 642
 643         get_online_mems();
 644         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 645
 646         if (online_page_callback == callback) {
 647                 online_page_callback = generic_online_page;
 648                 rc = 0;
 649         }
 650
 651         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 652         put_online_mems();
 653
 654         return rc;
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 657
 658 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 659 {
 660 }
 661 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 662
 663 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 664 {
 665         adjust_managed_page_count(page, 1);
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 668
 669 void __online_page_free(struct page *page)
 670 {
 671         __free_reserved_page(page);
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 674
 675 static void generic_online_page(struct page *page)
 676 {
 677         __online_page_set_limits(page);
 678         __online_page_increment_counters(page);
 679         __online_page_free(page);
 680 }
 681
 682 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 683                         void *arg)
 684 {
 685         unsigned long i;
 686         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 687         struct page *page;
 688
 689         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 690                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 691                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 692                         (*online_page_callback)(page);
 693                         onlined_pages++;
 694                 }
 695
 696         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 697
 698         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 703 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 704         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 705 {
 706         int nid = zone_to_nid(zone);
 707         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 708
 709         /*
 710          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 711          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 712          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 713          *
 714          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 715          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 716          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 717          */
 718         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 719                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 720
 721         /*
 722          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 723          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 724          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 725          * the memory is online.
 726          */
 727         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 728                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 729         else
 730                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 731
 732 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 733         /*
 734          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 735          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 736          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 737          *
 738          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 739          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 740          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 741          */
 742         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 743         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 744                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 745
 746         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 747                 arg->status_change_nid_high = nid;
 748         else
 749                 arg->status_change_nid_high = -1;
 750 #else
 751         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 752 #endif
 753
 754         /*
 755          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 756          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 757          * is online.
 758          */
 759         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 760                 arg->status_change_nid = nid;
 761         else
 762                 arg->status_change_nid = -1;
 763 }
 764
 765 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 766 {
 767         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 768                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 769
 770         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 771                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 772
 773         node_set_state(node, N_MEMORY);
 774 }
 775
 776 bool allow_online_pfn_range(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 777 {
 778         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 779         struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 780         struct zone *default_zone = default_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
 781
 782         /*
 783          * TODO there shouldn't be any inherent reason to have ZONE_NORMAL
 784          * physically before ZONE_MOVABLE. All we need is they do not
 785          * overlap. Historically we didn't allow ZONE_NORMAL after ZONE_MOVABLE
 786          * though so let's stick with it for simplicity for now.
 787          * TODO make sure we do not overlap with ZONE_DEVICE
 788          */
 789         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL) {
 790                 if (zone_is_empty(movable_zone))
 791                         return true;
 792                 return movable_zone->zone_start_pfn >= pfn + nr_pages;
 793         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
 794                 return zone_end_pfn(default_zone) <= pfn;
 795         }
 796
 797         /* MMOP_ONLINE_KEEP will always succeed and inherits the current zone */
 798         return online_type == MMOP_ONLINE_KEEP;
 799 }
 800
 801 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 802                 unsigned long nr_pages)
 803 {
 804         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 805
 806         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 807                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 808
 809         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
 810 }
 811
 812 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 813                                      unsigned long nr_pages)
 814 {
 815         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 816
 817         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 818                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 819
 820         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
 821 }
 822
 823 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone,
 824                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 825 {
 826         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 827         int nid = pgdat->node_id;
 828         unsigned long flags;
 829
 830         if (zone_is_empty(zone))
 831                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 832
 833         clear_zone_contiguous(zone);
 834
 835         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
 836         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 837         zone_span_writelock(zone);
 838         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
 839         zone_span_writeunlock(zone);
 840         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
 841         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 842
 843         /*
 844          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
 845          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
 846          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
 847          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
 848          */
 849         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 850
 851         set_zone_contiguous(zone);
 852 }
 853
 854 /*
 855  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
 856  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
 857  * to the ZONE_NORMAL.
 858  */
 859 struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
 860                 unsigned long nr_pages)
 861 {
 862         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 863         int zid;
 864
 865         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
 866                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
 867
 868                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
 869                         return zone;
 870         }
 871
 872         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
 873 }
 874
 875 static inline bool movable_pfn_range(int nid, struct zone *default_zone,
 876                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 877 {
 878         if (!allow_online_pfn_range(nid, start_pfn, nr_pages,
 879                                 MMOP_ONLINE_KERNEL))
 880                 return true;
 881
 882         if (!movable_node_is_enabled())
 883                 return false;
 884
 885         return !zone_intersects(default_zone, start_pfn, nr_pages);
 886 }
 887
 888 /*
 889  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
 890  * for the given online type.
 891  */
 892 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
 893                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 894 {
 895         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
 896         struct zone *zone = default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
 897
 898         if (online_type == MMOP_ONLINE_KEEP) {
 899                 struct zone *movable_zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 900                 /*
 901                  * MMOP_ONLINE_KEEP defaults to MMOP_ONLINE_KERNEL but use
 902                  * movable zone if that is not possible (e.g. we are within
 903                  * or past the existing movable zone). movable_node overrides
 904                  * this default and defaults to movable zone
 905                  */
 906                 if (movable_pfn_range(nid, zone, start_pfn, nr_pages))
 907                         zone = movable_zone;
 908         } else if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE) {
 909                 zone = &pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE];
 910         }
 911
 912         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
 913         return zone;
 914 }
 915
 916 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
 917 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 918 {
 919         unsigned long flags;
 920         unsigned long onlined_pages = 0;
 921         struct zone *zone;
 922         int need_zonelists_rebuild = 0;
 923         int nid;
 924         int ret;
 925         struct memory_notify arg;
 926
 927         nid = pfn_to_nid(pfn);
 928         if (!allow_online_pfn_range(nid, pfn, nr_pages, online_type))
 929                 return -EINVAL;
 930
 931         /* associate pfn range with the zone */
 932         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
 933
 934         arg.start_pfn = pfn;
 935         arg.nr_pages = nr_pages;
 936         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 937
 938         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 939         ret = notifier_to_errno(ret);
 940         if (ret)
 941                 goto failed_addition;
 942
 943         /*
 944          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 945          * This means the page allocator ignores this zone.
 946          * So, zonelist must be updated after online.
 947          */
 948         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 949         if (!populated_zone(zone)) {
 950                 need_zonelists_rebuild = 1;
 951                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 952         }
 953
 954         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 955                 online_pages_range);
 956         if (ret) {
 957                 if (need_zonelists_rebuild)
 958                         zone_pcp_reset(zone);
 959                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 960                 goto failed_addition;
 961         }
 962
 963         zone->present_pages += onlined_pages;
 964
 965         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 966         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 967         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 968
 969         if (onlined_pages) {
 970                 node_states_set_node(nid, &arg);
 971                 if (need_zonelists_rebuild)
 972                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 973                 else
 974                         zone_pcp_update(zone);
 975         }
 976
 977         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 978
 979         init_per_zone_wmark_min();
 980
 981         if (onlined_pages) {
 982                 kswapd_run(nid);
 983                 kcompactd_run(nid);
 984         }
 985
 986         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 987
 988         writeback_set_ratelimit();
 989
 990         if (onlined_pages)
 991                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 992         return 0;
 993
 994 failed_addition:
 995         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 996                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 997                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
 998         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 999         return ret;
1000 }
1001 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1002
1003 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1004 {
1005         struct zone *z;
1006
1007         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1008                 z->present_pages = 0;
1009
1010         pgdat->node_present_pages = 0;
1011 }
1012
1013 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1014 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1015 {
1016         struct pglist_data *pgdat;
1017         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1018         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1019         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1020
1021         pgdat = NODE_DATA(nid);
1022         if (!pgdat) {
1023                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1024                 if (!pgdat)
1025                         return NULL;
1026
1027                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1028         } else {
1029                 /*
1030                  * Reset the nr_zones, order and classzone_idx before reuse.
1031                  * Note that kswapd will init kswapd_classzone_idx properly
1032                  * when it starts in the near future.
1033                  */
1034                 pgdat->nr_zones = 0;
1035                 pgdat->kswapd_order = 0;
1036                 pgdat->kswapd_classzone_idx = 0;
1037         }
1038
1039         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1040
1041         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1042         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1043         pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1044
1045         /*
1046          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1047          * to access not-initialized zonelist, build here.
1048          */
1049         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1050         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1051         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1052
1053         /*
1054          * zone->managed_pages is set to an approximate value in
1055          * free_area_init_core(), which will cause
1056          * /sys/device/system/node/nodeX/meminfo has wrong data.
1057          * So reset it to 0 before any memory is onlined.
1058          */
1059         reset_node_managed_pages(pgdat);
1060
1061         /*
1062          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1063          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1064          * online_pages() and offline_pages().
1065          */
1066         reset_node_present_pages(pgdat);
1067
1068         return pgdat;
1069 }
1070
1071 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1072 {
1073         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1074         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1075         arch_free_nodedata(pgdat);
1076         return;
1077 }
1078
1079
1080 /**
1081  * try_online_node - online a node if offlined
1082  *
1083  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1084  */
1085 int try_online_node(int nid)
1086 {
1087         pg_data_t       *pgdat;
1088         int     ret;
1089
1090         if (node_online(nid))
1091                 return 0;
1092
1093         mem_hotplug_begin();
1094         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1095         if (!pgdat) {
1096                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1097                 ret = -ENOMEM;
1098                 goto out;
1099         }
1100         node_set_online(nid);
1101         ret = register_one_node(nid);
1102         BUG_ON(ret);
1103
1104         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
1105                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1106                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1107                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1108         }
1109
1110 out:
1111         mem_hotplug_done();
1112         return ret;
1113 }
1114
1115 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1116 {
1117         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1118         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1119
1120         /* Memory range must be aligned with section */
1121         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1122             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1123                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1124                                 (unsigned long long)start,
1125                                 (unsigned long long)size);
1126                 return -EINVAL;
1127         }
1128
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1133 {
1134         return device_online(&mem->dev);
1135 }
1136
1137 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1138 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, bool online)
1139 {
1140         u64 start, size;
1141         pg_data_t *pgdat = NULL;
1142         bool new_pgdat;
1143         bool new_node;
1144         int ret;
1145
1146         start = res->start;
1147         size = resource_size(res);
1148
1149         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1150         if (ret)
1151                 return ret;
1152
1153         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1154                 void *p = NODE_DATA(nid);
1155                 new_pgdat = !p;
1156         }
1157
1158         mem_hotplug_begin();
1159
1160         /*
1161          * Add new range to memblock so that when hotadd_new_pgdat() is called
1162          * to allocate new pgdat, get_pfn_range_for_nid() will be able to find
1163          * this new range and calculate total pages correctly.  The range will
1164          * be removed at hot-remove time.
1165          */
1166         memblock_add_node(start, size, nid);
1167
1168         new_node = !node_online(nid);
1169         if (new_node) {
1170                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1171                 ret = -ENOMEM;
1172                 if (!pgdat)
1173                         goto error;
1174         }
1175
1176         /* call arch's memory hotadd */
1177         ret = arch_add_memory(nid, start, size, true);
1178
1179         if (ret < 0)
1180                 goto error;
1181
1182         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1183         node_set_online(nid);
1184
1185         if (new_node) {
1186                 unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1187                 unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1188
1189                 ret = __register_one_node(nid);
1190                 if (ret)
1191                         goto register_fail;
1192
1193                 /*
1194                  * link memory sections under this node. This is already
1195                  * done when creatig memory section in register_new_memory
1196                  * but that depends to have the node registered so offline
1197                  * nodes have to go through register_node.
1198                  * TODO clean up this mess.
1199                  */
1200                 ret = link_mem_sections(nid, start_pfn, nr_pages);
1201 register_fail:
1202                 /*
1203                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1204                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1205                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1206                  */
1207                 BUG_ON(ret);
1208         }
1209
1210         /* create new memmap entry */
1211         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1212
1213         /* online pages if requested */
1214         if (online)
1215                 walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1216                                   NULL, online_memory_block);
1217
1218         goto out;
1219
1220 error:
1221         /* rollback pgdat allocation and others */
1222         if (new_pgdat && pgdat)
1223                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1224         memblock_remove(start, size);
1225
1226 out:
1227         mem_hotplug_done();
1228         return ret;
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_resource);
1231
1232 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1233 {
1234         struct resource *res;
1235         int ret;
1236
1237         res = register_memory_resource(start, size);
1238         if (IS_ERR(res))
1239                 return PTR_ERR(res);
1240
1241         ret = add_memory_resource(nid, res, memhp_auto_online);
1242         if (ret < 0)
1243                 release_memory_resource(res);
1244         return ret;
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1247
1248 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1249 /*
1250  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1251  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1252  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1253  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1254  * be located at the start of the pageblock
1255  */
1256 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1257 {
1258         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1259 }
1260
1261 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1262 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1263 {
1264         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1265         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1266
1267         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1268         if (pageblock_free(page)) {
1269                 int order;
1270                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1271                 order = page_order(page);
1272                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1273                         return page + (1 << order);
1274         }
1275
1276         return page + pageblock_nr_pages;
1277 }
1278
1279 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1280 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1281 {
1282         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1283         struct page *end_page = page + nr_pages;
1284
1285         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1286         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1287                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1288                         return false;
1289                 cond_resched();
1290         }
1291
1292         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1293         return true;
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1298  * When true, return its valid [start, end).
1299  */
1300 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1301                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1302 {
1303         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1304         unsigned long start, end;
1305         struct zone *zone = NULL;
1306         struct page *page;
1307         int i;
1308         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1309              pfn < end_pfn;
1310              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1311                 /* Make sure the memory section is present first */
1312                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1313                         continue;
1314                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1315                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1316                         i = 0;
1317                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1318                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1319                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1320                                 i++;
1321                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1322                                 continue;
1323                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1324                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1325                                 return 0;
1326                         if (!zone)
1327                                 start = pfn + i;
1328                         zone = page_zone(page);
1329                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1330                 }
1331         }
1332
1333         if (zone) {
1334                 *valid_start = start;
1335                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1336                 return 1;
1337         } else {
1338                 return 0;
1339         }
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1344  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1345  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1346  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1347  */
1348 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1349 {
1350         unsigned long pfn;
1351         struct page *page;
1352         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1353                 if (pfn_valid(pfn)) {
1354                         page = pfn_to_page(pfn);
1355                         if (PageLRU(page))
1356                                 return pfn;
1357                         if (__PageMovable(page))
1358                                 return pfn;
1359                         if (PageHuge(page)) {
1360                                 if (page_huge_active(page))
1361                                         return pfn;
1362                                 else
1363                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1364                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1365                         }
1366                 }
1367         }
1368         return 0;
1369 }
1370
1371 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private,
1372                 int **result)
1373 {
1374         int nid = page_to_nid(page);
1375         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1376
1377         /*
1378          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1379          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1380          * of the only existing node)
1381          */
1382         node_clear(nid, nmask);
1383         if (nodes_empty(nmask))
1384                 node_set(nid, nmask);
1385
1386         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1387 }
1388
1389 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1390 static int
1391 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1392 {
1393         unsigned long pfn;
1394         struct page *page;
1395         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1396         int not_managed = 0;
1397         int ret = 0;
1398         LIST_HEAD(source);
1399
1400         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1401                 if (!pfn_valid(pfn))
1402                         continue;
1403                 page = pfn_to_page(pfn);
1404
1405                 if (PageHuge(page)) {
1406                         struct page *head = compound_head(page);
1407                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1408                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1409                                 ret = -EBUSY;
1410                                 break;
1411                         }
1412                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1413                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1414                         continue;
1415                 }
1416
1417                 if (!get_page_unless_zero(page))
1418                         continue;
1419                 /*
1420                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1421                  * LRU and non-lru movable pages.
1422                  */
1423                 if (PageLRU(page))
1424                         ret = isolate_lru_page(page);
1425                 else
1426                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1427                 if (!ret) { /* Success */
1428                         put_page(page);
1429                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1430                         move_pages--;
1431                         if (!__PageMovable(page))
1432                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1433                                                     page_is_file_cache(page));
1434
1435                 } else {
1436 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1437                         pr_alert("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1438                         dump_page(page, "isolation failed");
1439 #endif
1440                         put_page(page);
1441                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1442                            check this again here. */
1443                         if (page_count(page)) {
1444                                 not_managed++;
1445                                 ret = -EBUSY;
1446                                 break;
1447                         }
1448                 }
1449         }
1450         if (!list_empty(&source)) {
1451                 if (not_managed) {
1452                         putback_movable_pages(&source);
1453                         goto out;
1454                 }
1455
1456                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1457                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1458                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1459                 if (ret)
1460                         putback_movable_pages(&source);
1461         }
1462 out:
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1468  */
1469 static int
1470 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1471                         void *data)
1472 {
1473         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1474         return 0;
1475 }
1476
1477 static void
1478 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1479 {
1480         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1481                                 offline_isolated_pages_cb);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1486  */
1487 static int
1488 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1489                         void *data)
1490 {
1491         int ret;
1492         long offlined = *(long *)data;
1493         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1494         offlined = nr_pages;
1495         if (!ret)
1496                 *(long *)data += offlined;
1497         return ret;
1498 }
1499
1500 static long
1501 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1502 {
1503         long offlined = 0;
1504         int ret;
1505
1506         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1507                         check_pages_isolated_cb);
1508         if (ret < 0)
1509                 offlined = (long)ret;
1510         return offlined;
1511 }
1512
1513 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1514 {
1515 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1516         movable_node_enabled = true;
1517 #else
1518         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1519 #endif
1520         return 0;
1521 }
1522 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1523
1524 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1525 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1526                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1527 {
1528         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1529         unsigned long present_pages = 0;
1530         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1531
1532         /*
1533          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1534          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1535          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1536          *
1537          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1538          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1539          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1540          */
1541         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1542                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1543
1544         /*
1545          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1546          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1547          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1548          * become empty after offline , thus we can determind we will
1549          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1550          */
1551         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1552                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1553         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1554                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1555         else
1556                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1557
1558 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1559         /*
1560          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1561          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1562          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1563          *
1564          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1565          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1566          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1567          */
1568         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1569         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1570                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1571
1572         for (; zt <= zone_last; zt++)
1573                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1574         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1575                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1576         else
1577                 arg->status_change_nid_high = -1;
1578 #else
1579         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1580 #endif
1581
1582         /*
1583          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1584          */
1585         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1586
1587         /*
1588          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1589          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1590          * we can determind we will need to clear the node from
1591          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1592          */
1593         for (; zt <= zone_last; zt++)
1594                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1595         if (nr_pages >= present_pages)
1596                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1597         else
1598                 arg->status_change_nid = -1;
1599 }
1600
1601 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1602 {
1603         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1604                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1605
1606         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1607             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1608                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1609
1610         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1611             (arg->status_change_nid >= 0))
1612                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1613 }
1614
1615 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1616                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1617 {
1618         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1619         long offlined_pages;
1620         int ret, drain, retry_max, node;
1621         unsigned long flags;
1622         unsigned long valid_start, valid_end;
1623         struct zone *zone;
1624         struct memory_notify arg;
1625
1626         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1627         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1628                 return -EINVAL;
1629         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1630                 return -EINVAL;
1631         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1632            we assume this for now. .*/
1633         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start, &valid_end))
1634                 return -EINVAL;
1635
1636         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1637         node = zone_to_nid(zone);
1638         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1639
1640         /* set above range as isolated */
1641         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1642                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1643         if (ret)
1644                 return ret;
1645
1646         arg.start_pfn = start_pfn;
1647         arg.nr_pages = nr_pages;
1648         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1649
1650         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1651         ret = notifier_to_errno(ret);
1652         if (ret)
1653                 goto failed_removal;
1654
1655         pfn = start_pfn;
1656         expire = jiffies + timeout;
1657         drain = 0;
1658         retry_max = 5;
1659 repeat:
1660         /* start memory hot removal */
1661         ret = -EAGAIN;
1662         if (time_after(jiffies, expire))
1663                 goto failed_removal;
1664         ret = -EINTR;
1665         if (signal_pending(current))
1666                 goto failed_removal;
1667         ret = 0;
1668         if (drain) {
1669                 lru_add_drain_all_cpuslocked();
1670                 cond_resched();
1671                 drain_all_pages(zone);
1672         }
1673
1674         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1675         if (pfn) { /* We have movable pages */
1676                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1677                 if (!ret) {
1678                         drain = 1;
1679                         goto repeat;
1680                 } else {
1681                         if (ret < 0)
1682                                 if (--retry_max == 0)
1683                                         goto failed_removal;
1684                         yield();
1685                         drain = 1;
1686                         goto repeat;
1687                 }
1688         }
1689         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1690         lru_add_drain_all_cpuslocked();
1691         yield();
1692         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1693         drain_all_pages(zone);
1694         /*
1695          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1696          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1697          */
1698         ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1699         if (ret)
1700                 goto failed_removal;
1701         /* check again */
1702         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1703         if (offlined_pages < 0) {
1704                 ret = -EBUSY;
1705                 goto failed_removal;
1706         }
1707         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1708         /* Ok, all of our target is isolated.
1709            We cannot do rollback at this point. */
1710         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1711         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1712         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1713         /* removal success */
1714         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1715         zone->present_pages -= offlined_pages;
1716
1717         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1718         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1719         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1720
1721         init_per_zone_wmark_min();
1722
1723         if (!populated_zone(zone)) {
1724                 zone_pcp_reset(zone);
1725                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1726                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1727                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1728         } else
1729                 zone_pcp_update(zone);
1730
1731         node_states_clear_node(node, &arg);
1732         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1733                 kswapd_stop(node);
1734                 kcompactd_stop(node);
1735         }
1736
1737         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1738         writeback_set_ratelimit();
1739
1740         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1741         return 0;
1742
1743 failed_removal:
1744         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1745                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1746                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1747         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1748         /* pushback to free area */
1749         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 /* Must be protected by mem_hotplug_begin() */
1754 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1755 {
1756         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1757 }
1758 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1759
1760 /**
1761  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1762  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1763  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1764  * @arg: argument passed to func
1765  * @func: callback for each memory section walked
1766  *
1767  * This function walks through all present mem sections in range
1768  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1769  *
1770  * Returns the return value of func.
1771  */
1772 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1773                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1774 {
1775         struct memory_block *mem = NULL;
1776         struct mem_section *section;
1777         unsigned long pfn, section_nr;
1778         int ret;
1779
1780         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1781                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1782                 if (!present_section_nr(section_nr))
1783                         continue;
1784
1785                 section = __nr_to_section(section_nr);
1786                 /* same memblock? */
1787                 if (mem)
1788                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1789                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1790                                 continue;
1791
1792                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1793                 if (!mem)
1794                         continue;
1795
1796                 ret = func(mem, arg);
1797                 if (ret) {
1798                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1799                         return ret;
1800                 }
1801         }
1802
1803         if (mem)
1804                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1805
1806         return 0;
1807 }
1808
1809 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1810 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1811 {
1812         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1813
1814         if (unlikely(ret)) {
1815                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1816
1817                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1818                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1819                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1820                         &beginpa, &endpa);
1821         }
1822
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1827 {
1828         int cpu;
1829
1830         for_each_present_cpu(cpu) {
1831                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1832                         /*
1833                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1834                          * offline this node.
1835                          */
1836                         return -EBUSY;
1837         }
1838
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1843 {
1844 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1845         int cpu;
1846
1847         for_each_possible_cpu(cpu)
1848                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1849                         numa_clear_node(cpu);
1850 #endif
1851 }
1852
1853 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1854 {
1855         int ret;
1856
1857         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1858         if (ret)
1859                 return ret;
1860
1861         /*
1862          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1863          * the cpu_to_node() now.
1864          */
1865
1866         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * try_offline_node
1872  *
1873  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1874  *
1875  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1876  * and online/offline operations before this call.
1877  */
1878 void try_offline_node(int nid)
1879 {
1880         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1881         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1882         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1883         unsigned long pfn;
1884
1885         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1886                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1887
1888                 if (!present_section_nr(section_nr))
1889                         continue;
1890
1891                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1892                         continue;
1893
1894                 /*
1895                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1896                  * can't offline node now.
1897                  */
1898                 return;
1899         }
1900
1901         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1902                 return;
1903
1904         /*
1905          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1906          * node now.
1907          */
1908         node_set_offline(nid);
1909         unregister_one_node(nid);
1910 }
1911 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1912
1913 /**
1914  * remove_memory
1915  *
1916  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1917  * and online/offline operations before this call, as required by
1918  * try_offline_node().
1919  */
1920 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1921 {
1922         int ret;
1923
1924         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1925
1926         mem_hotplug_begin();
1927
1928         /*
1929          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1930          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1931          * if this is not the case.
1932          */
1933         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1934                                 check_memblock_offlined_cb);
1935         if (ret)
1936                 BUG();
1937
1938         /* remove memmap entry */
1939         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1940         memblock_free(start, size);
1941         memblock_remove(start, size);
1942
1943         arch_remove_memory(start, size);
1944
1945         try_offline_node(nid);
1946
1947         mem_hotplug_done();
1948 }
1949 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1950 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */