mm: sparse: Use '%pa' with 'phys_addr_t' type
[linux] / 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 #include "shuffle.h"
43
44 /*
45  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
46  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
47  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
48  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
49  */
50
51 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order);
52
53 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
54 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
55
56 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
57
58 void get_online_mems(void)
59 {
60         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
61 }
62
63 void put_online_mems(void)
64 {
65         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
66 }
67
68 bool movable_node_enabled = false;
69
70 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
71 bool memhp_auto_online;
72 #else
73 bool memhp_auto_online = true;
74 #endif
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(memhp_auto_online);
76
77 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
78 {
79         if (!strcmp(str, "online"))
80                 memhp_auto_online = true;
81         else if (!strcmp(str, "offline"))
82                 memhp_auto_online = false;
83
84         return 1;
85 }
86 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
87
88 void mem_hotplug_begin(void)
89 {
90         cpus_read_lock();
91         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
92 }
93
94 void mem_hotplug_done(void)
95 {
96         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
97         cpus_read_unlock();
98 }
99
100 /* add this memory to iomem resource */
101 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
102 {
103         struct resource *res, *conflict;
104         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
105         if (!res)
106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
107
108         res->name = "System RAM";
109         res->start = start;
110         res->end = start + size - 1;
111         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
112         conflict =  request_resource_conflict(&iomem_resource, res);
113         if (conflict) {
114                 if (conflict->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY) {
115                         pr_debug("Device unaddressable memory block "
116                                  "memory hotplug at %#010llx !\n",
117                                  (unsigned long long)start);
118                 }
119                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
120                 kfree(res);
121                 return ERR_PTR(-EEXIST);
122         }
123         return res;
124 }
125
126 static void release_memory_resource(struct resource *res)
127 {
128         if (!res)
129                 return;
130         release_resource(res);
131         kfree(res);
132         return;
133 }
134
135 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
136 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
137                       unsigned long type)
138 {
139         page->freelist = (void *)type;
140         SetPagePrivate(page);
141         set_page_private(page, info);
142         page_ref_inc(page);
143 }
144
145 void put_page_bootmem(struct page *page)
146 {
147         unsigned long type;
148
149         type = (unsigned long) page->freelist;
150         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
151                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
152
153         if (page_ref_dec_return(page) == 1) {
154                 page->freelist = NULL;
155                 ClearPagePrivate(page);
156                 set_page_private(page, 0);
157                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
158                 free_reserved_page(page);
159         }
160 }
161
162 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
163 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
164 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
165 {
166         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
167         struct mem_section *ms;
168         struct page *page, *memmap;
169
170         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
171         ms = __nr_to_section(section_nr);
172
173         /* Get section's memmap address */
174         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
175
176         /*
177          * Get page for the memmap's phys address
178          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
179          */
180         page = virt_to_page(memmap);
181         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
182         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
183
184         /* remember memmap's page */
185         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
186                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
187
188         usemap = ms->pageblock_flags;
189         page = virt_to_page(usemap);
190
191         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
192
193         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
194                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
195
196 }
197 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
198 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
199 {
200         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
201         struct mem_section *ms;
202         struct page *page, *memmap;
203
204         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
205         ms = __nr_to_section(section_nr);
206
207         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
208
209         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
210
211         usemap = ms->pageblock_flags;
212         page = virt_to_page(usemap);
213
214         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
215
216         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
217                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
218 }
219 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
220
221 void __init register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
222 {
223         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
224         int node = pgdat->node_id;
225         struct page *page;
226
227         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
228         page = virt_to_page(pgdat);
229
230         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
231                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
232
233         pfn = pgdat->node_start_pfn;
234         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
235
236         /* register section info */
237         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
238                 /*
239                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
240                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
241                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
242                  * reside in some other nodes.
243                  */
244                 if (pfn_valid(pfn) && (early_pfn_to_nid(pfn) == node))
245                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
246         }
247 }
248 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
249
250 static int __meminit __add_section(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
251                 struct vmem_altmap *altmap, bool want_memblock)
252 {
253         int ret;
254
255         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
256                 return -EEXIST;
257
258         ret = sparse_add_one_section(nid, phys_start_pfn, altmap);
259         if (ret < 0)
260                 return ret;
261
262         if (!want_memblock)
263                 return 0;
264
265         return hotplug_memory_register(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
266 }
267
268 /*
269  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
270  * expected that archs that support memory hotplug will
271  * call this function after deciding the zone to which to
272  * add the new pages.
273  */
274 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long phys_start_pfn,
275                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap,
276                 bool want_memblock)
277 {
278         unsigned long i;
279         int err = 0;
280         int start_sec, end_sec;
281
282         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
283         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
284         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
285
286         if (altmap) {
287                 /*
288                  * Validate altmap is within bounds of the total request
289                  */
290                 if (altmap->base_pfn != phys_start_pfn
291                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
292                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
293                         err = -EINVAL;
294                         goto out;
295                 }
296                 altmap->alloc = 0;
297         }
298
299         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
300                 err = __add_section(nid, section_nr_to_pfn(i), altmap,
301                                 want_memblock);
302
303                 /*
304                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
305                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
306                  * Warning will be printed if there is collision.
307                  */
308                 if (err && (err != -EEXIST))
309                         break;
310                 err = 0;
311                 cond_resched();
312         }
313         vmemmap_populate_print_last();
314 out:
315         return err;
316 }
317
318 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
319 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
320 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
321                                      unsigned long start_pfn,
322                                      unsigned long end_pfn)
323 {
324         struct mem_section *ms;
325
326         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
327                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
328
329                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
330                         continue;
331
332                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
333                         continue;
334
335                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
336                         continue;
337
338                 return start_pfn;
339         }
340
341         return 0;
342 }
343
344 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
345 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
346                                     unsigned long start_pfn,
347                                     unsigned long end_pfn)
348 {
349         struct mem_section *ms;
350         unsigned long pfn;
351
352         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
353         pfn = end_pfn - 1;
354         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
355                 ms = __pfn_to_section(pfn);
356
357                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
358                         continue;
359
360                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
361                         continue;
362
363                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
364                         continue;
365
366                 return pfn;
367         }
368
369         return 0;
370 }
371
372 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
373                              unsigned long end_pfn)
374 {
375         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
376         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
377         unsigned long zone_end_pfn = z;
378         unsigned long pfn;
379         struct mem_section *ms;
380         int nid = zone_to_nid(zone);
381
382         zone_span_writelock(zone);
383         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
384                 /*
385                  * If the section is smallest section in the zone, it need
386                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
387                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
388                  * for shrinking zone.
389                  */
390                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
391                                                 zone_end_pfn);
392                 if (pfn) {
393                         zone->zone_start_pfn = pfn;
394                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
395                 }
396         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
397                 /*
398                  * If the section is biggest section in the zone, it need
399                  * shrink zone->spanned_pages.
400                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
401                  * shrinking zone.
402                  */
403                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
404                                                start_pfn);
405                 if (pfn)
406                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
407         }
408
409         /*
410          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
411          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
412          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
413          * it check the zone has only hole or not.
414          */
415         pfn = zone_start_pfn;
416         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
417                 ms = __pfn_to_section(pfn);
418
419                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
420                         continue;
421
422                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
423                         continue;
424
425                  /* If the section is current section, it continues the loop */
426                 if (start_pfn == pfn)
427                         continue;
428
429                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
430                 zone_span_writeunlock(zone);
431                 return;
432         }
433
434         /* The zone has no valid section */
435         zone->zone_start_pfn = 0;
436         zone->spanned_pages = 0;
437         zone_span_writeunlock(zone);
438 }
439
440 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
441                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
442 {
443         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
444         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
445         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
446         unsigned long pfn;
447         struct mem_section *ms;
448         int nid = pgdat->node_id;
449
450         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
451                 /*
452                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
453                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
454                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
455                  * for shrinking zone.
456                  */
457                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
458                                                 pgdat_end_pfn);
459                 if (pfn) {
460                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
461                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
462                 }
463         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
464                 /*
465                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
466                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
467                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
468                  * shrinking zone.
469                  */
470                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
471                                                start_pfn);
472                 if (pfn)
473                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
474         }
475
476         /*
477          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
478          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
479          * change the pgdat.
480          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
481          * has only hole or not.
482          */
483         pfn = pgdat_start_pfn;
484         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
485                 ms = __pfn_to_section(pfn);
486
487                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
488                         continue;
489
490                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
491                         continue;
492
493                  /* If the section is current section, it continues the loop */
494                 if (start_pfn == pfn)
495                         continue;
496
497                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
498                 return;
499         }
500
501         /* The pgdat has no valid section */
502         pgdat->node_start_pfn = 0;
503         pgdat->node_spanned_pages = 0;
504 }
505
506 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
507 {
508         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
509         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
510         unsigned long flags;
511
512         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
513         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
514         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
515         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
516 }
517
518 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms,
519                 unsigned long map_offset, struct vmem_altmap *altmap)
520 {
521         unsigned long start_pfn;
522         int scn_nr;
523         int ret = -EINVAL;
524
525         if (!valid_section(ms))
526                 return ret;
527
528         ret = unregister_memory_section(ms);
529         if (ret)
530                 return ret;
531
532         scn_nr = __section_nr(ms);
533         start_pfn = section_nr_to_pfn((unsigned long)scn_nr);
534         __remove_zone(zone, start_pfn);
535
536         sparse_remove_one_section(zone, ms, map_offset, altmap);
537         return 0;
538 }
539
540 /**
541  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
542  * @zone: zone from which pages need to be removed
543  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
544  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
545  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
546  *
547  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
548  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
549  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
550  * calling offline_pages().
551  */
552 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
553                  unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
554 {
555         unsigned long i;
556         unsigned long map_offset = 0;
557         int sections_to_remove, ret = 0;
558
559         /* In the ZONE_DEVICE case device driver owns the memory region */
560         if (is_dev_zone(zone)) {
561                 if (altmap)
562                         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
563         } else {
564                 resource_size_t start, size;
565
566                 start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
567                 size = nr_pages * PAGE_SIZE;
568
569                 ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start,
570                                         size);
571                 if (ret) {
572                         resource_size_t endres = start + size - 1;
573
574                         pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
575                                         &start, &endres, ret);
576                 }
577         }
578
579         clear_zone_contiguous(zone);
580
581         /*
582          * We can only remove entire sections
583          */
584         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
585         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
586
587         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
588         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
589                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
590
591                 cond_resched();
592                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn), map_offset,
593                                 altmap);
594                 map_offset = 0;
595                 if (ret)
596                         break;
597         }
598
599         set_zone_contiguous(zone);
600
601         return ret;
602 }
603 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
604
605 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
606 {
607         int rc = -EINVAL;
608
609         get_online_mems();
610         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
611
612         if (online_page_callback == generic_online_page) {
613                 online_page_callback = callback;
614                 rc = 0;
615         }
616
617         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
618         put_online_mems();
619
620         return rc;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
623
624 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
625 {
626         int rc = -EINVAL;
627
628         get_online_mems();
629         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
630
631         if (online_page_callback == callback) {
632                 online_page_callback = generic_online_page;
633                 rc = 0;
634         }
635
636         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
637         put_online_mems();
638
639         return rc;
640 }
641 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
642
643 void __online_page_set_limits(struct page *page)
644 {
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
647
648 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
649 {
650         adjust_managed_page_count(page, 1);
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
653
654 void __online_page_free(struct page *page)
655 {
656         __free_reserved_page(page);
657 }
658 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
659
660 static void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
661 {
662         __free_pages_core(page, order);
663         totalram_pages_add(1UL << order);
664 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
665         if (PageHighMem(page))
666                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
667 #endif
668 }
669
670 static int online_pages_blocks(unsigned long start, unsigned long nr_pages)
671 {
672         unsigned long end = start + nr_pages;
673         int order, onlined_pages = 0;
674
675         while (start < end) {
676                 order = min(MAX_ORDER - 1,
677                         get_order(PFN_PHYS(end) - PFN_PHYS(start)));
678                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(start), order);
679
680                 onlined_pages += (1UL << order);
681                 start += (1UL << order);
682         }
683         return onlined_pages;
684 }
685
686 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
687                         void *arg)
688 {
689         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
690
691         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
692                 onlined_pages += online_pages_blocks(start_pfn, nr_pages);
693
694         online_mem_sections(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
695
696         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
697         return 0;
698 }
699
700 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
701 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
702         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
703 {
704         int nid = zone_to_nid(zone);
705
706         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
707         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
708         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
709
710         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
711                 arg->status_change_nid = nid;
712         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
713                 arg->status_change_nid_normal = nid;
714 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
715         if (zone_idx(zone) <= N_HIGH_MEMORY && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
716                 arg->status_change_nid_high = nid;
717 #endif
718 }
719
720 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
721 {
722         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
723                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
724
725         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
726                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
727
728         if (arg->status_change_nid >= 0)
729                 node_set_state(node, N_MEMORY);
730 }
731
732 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
733                 unsigned long nr_pages)
734 {
735         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
736
737         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
738                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
739
740         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
741 }
742
743 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
744                                      unsigned long nr_pages)
745 {
746         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
747
748         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
749                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
750
751         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
752 }
753
754 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
755                 unsigned long nr_pages, struct vmem_altmap *altmap)
756 {
757         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
758         int nid = pgdat->node_id;
759         unsigned long flags;
760
761         clear_zone_contiguous(zone);
762
763         /* TODO Huh pgdat is irqsave while zone is not. It used to be like that before */
764         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
765         zone_span_writelock(zone);
766         if (zone_is_empty(zone))
767                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
768         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
769         zone_span_writeunlock(zone);
770         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
771         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
772
773         /*
774          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
775          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
776          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
777          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
778          */
779         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn,
780                         MEMMAP_HOTPLUG, altmap);
781
782         set_zone_contiguous(zone);
783 }
784
785 /*
786  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
787  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
788  * to the ZONE_NORMAL.
789  */
790 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
791                 unsigned long nr_pages)
792 {
793         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
794         int zid;
795
796         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
797                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
798
799                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
800                         return zone;
801         }
802
803         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
804 }
805
806 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
807                 unsigned long nr_pages)
808 {
809         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
810                         nr_pages);
811         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
812         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
813         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
814
815         /*
816          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
817          * overlap in the given range
818          */
819         if (in_kernel ^ in_movable)
820                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
821
822         /*
823          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
824          * given range then we use movable zone only if movable_node is
825          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
826          */
827         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
828 }
829
830 struct zone * zone_for_pfn_range(int online_type, int nid, unsigned start_pfn,
831                 unsigned long nr_pages)
832 {
833         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
834                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
835
836         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
837                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
838
839         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
840 }
841
842 /*
843  * Associates the given pfn range with the given node and the zone appropriate
844  * for the given online type.
845  */
846 static struct zone * __meminit move_pfn_range(int online_type, int nid,
847                 unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
848 {
849         struct zone *zone;
850
851         zone = zone_for_pfn_range(online_type, nid, start_pfn, nr_pages);
852         move_pfn_range_to_zone(zone, start_pfn, nr_pages, NULL);
853         return zone;
854 }
855
856 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
857 {
858         unsigned long flags;
859         unsigned long onlined_pages = 0;
860         struct zone *zone;
861         int need_zonelists_rebuild = 0;
862         int nid;
863         int ret;
864         struct memory_notify arg;
865         struct memory_block *mem;
866
867         mem_hotplug_begin();
868
869         /*
870          * We can't use pfn_to_nid() because nid might be stored in struct page
871          * which is not yet initialized. Instead, we find nid from memory block.
872          */
873         mem = find_memory_block(__pfn_to_section(pfn));
874         nid = mem->nid;
875
876         /* associate pfn range with the zone */
877         zone = move_pfn_range(online_type, nid, pfn, nr_pages);
878
879         arg.start_pfn = pfn;
880         arg.nr_pages = nr_pages;
881         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
882
883         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
884         ret = notifier_to_errno(ret);
885         if (ret)
886                 goto failed_addition;
887
888         /*
889          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
890          * This means the page allocator ignores this zone.
891          * So, zonelist must be updated after online.
892          */
893         if (!populated_zone(zone)) {
894                 need_zonelists_rebuild = 1;
895                 setup_zone_pageset(zone);
896         }
897
898         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
899                 online_pages_range);
900         if (ret) {
901                 if (need_zonelists_rebuild)
902                         zone_pcp_reset(zone);
903                 goto failed_addition;
904         }
905
906         zone->present_pages += onlined_pages;
907
908         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
909         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
910         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
911
912         shuffle_zone(zone);
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 start of the next active pageblock after a given page */
1208 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1209 {
1210         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1211         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1212
1213         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1214         if (pageblock_free(page)) {
1215                 int order;
1216                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1217                 order = page_order(page);
1218                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1219                         return page + (1 << order);
1220         }
1221
1222         return page + pageblock_nr_pages;
1223 }
1224
1225 static bool is_pageblock_removable_nolock(struct page *page)
1226 {
1227         struct zone *zone;
1228         unsigned long pfn;
1229
1230         /*
1231          * We have to be careful here because we are iterating over memory
1232          * sections which are not zone aware so we might end up outside of
1233          * the zone but still within the section.
1234          * We have to take care about the node as well. If the node is offline
1235          * its NODE_DATA will be NULL - see page_zone.
1236          */
1237         if (!node_online(page_to_nid(page)))
1238                 return false;
1239
1240         zone = page_zone(page);
1241         pfn = page_to_pfn(page);
1242         if (!zone_spans_pfn(zone, pfn))
1243                 return false;
1244
1245         return !has_unmovable_pages(zone, page, 0, MIGRATE_MOVABLE, SKIP_HWPOISON);
1246 }
1247
1248 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1249 bool is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1250 {
1251         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1252         unsigned long end_pfn = min(start_pfn + nr_pages, zone_end_pfn(page_zone(page)));
1253         struct page *end_page = pfn_to_page(end_pfn);
1254
1255         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1256         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1257                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1258                         return false;
1259                 cond_resched();
1260         }
1261
1262         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1263         return true;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone.
1268  * When true, return its valid [start, end).
1269  */
1270 int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1271                          unsigned long *valid_start, unsigned long *valid_end)
1272 {
1273         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1274         unsigned long start, end;
1275         struct zone *zone = NULL;
1276         struct page *page;
1277         int i;
1278         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1279              pfn < end_pfn;
1280              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1281                 /* Make sure the memory section is present first */
1282                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1283                         continue;
1284                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1285                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1286                         i = 0;
1287                         /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1288                         while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) &&
1289                                 !pfn_valid_within(pfn + i))
1290                                 i++;
1291                         if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES || pfn + i >= end_pfn)
1292                                 continue;
1293                         /* Check if we got outside of the zone */
1294                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn + i))
1295                                 return 0;
1296                         page = pfn_to_page(pfn + i);
1297                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1298                                 return 0;
1299                         if (!zone)
1300                                 start = pfn + i;
1301                         zone = page_zone(page);
1302                         end = pfn + MAX_ORDER_NR_PAGES;
1303                 }
1304         }
1305
1306         if (zone) {
1307                 *valid_start = start;
1308                 *valid_end = min(end, end_pfn);
1309                 return 1;
1310         } else {
1311                 return 0;
1312         }
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1317  * non-lru movable pages and hugepages). We scan pfn because it's much
1318  * easier than scanning over linked list. This function returns the pfn
1319  * of the first found movable page if it's found, otherwise 0.
1320  */
1321 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1322 {
1323         unsigned long pfn;
1324
1325         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1326                 struct page *page, *head;
1327                 unsigned long skip;
1328
1329                 if (!pfn_valid(pfn))
1330                         continue;
1331                 page = pfn_to_page(pfn);
1332                 if (PageLRU(page))
1333                         return pfn;
1334                 if (__PageMovable(page))
1335                         return pfn;
1336
1337                 if (!PageHuge(page))
1338                         continue;
1339                 head = compound_head(page);
1340                 if (hugepage_migration_supported(page_hstate(head)) &&
1341                     page_huge_active(head))
1342                         return pfn;
1343                 skip = (1 << compound_order(head)) - (page - head);
1344                 pfn += skip - 1;
1345         }
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long private)
1350 {
1351         int nid = page_to_nid(page);
1352         nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1353
1354         /*
1355          * try to allocate from a different node but reuse this node if there
1356          * are no other online nodes to be used (e.g. we are offlining a part
1357          * of the only existing node)
1358          */
1359         node_clear(nid, nmask);
1360         if (nodes_empty(nmask))
1361                 node_set(nid, nmask);
1362
1363         return new_page_nodemask(page, nid, &nmask);
1364 }
1365
1366 static int
1367 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1368 {
1369         unsigned long pfn;
1370         struct page *page;
1371         int ret = 0;
1372         LIST_HEAD(source);
1373
1374         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1375                 if (!pfn_valid(pfn))
1376                         continue;
1377                 page = pfn_to_page(pfn);
1378
1379                 if (PageHuge(page)) {
1380                         struct page *head = compound_head(page);
1381                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1382                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1383                                 ret = -EBUSY;
1384                                 break;
1385                         }
1386                         isolate_huge_page(page, &source);
1387                         continue;
1388                 } else if (PageTransHuge(page))
1389                         pfn = page_to_pfn(compound_head(page))
1390                                 + hpage_nr_pages(page) - 1;
1391
1392                 /*
1393                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1394                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1395                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1396                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1397                  * the unmap as the catch all safety net).
1398                  */
1399                 if (PageHWPoison(page)) {
1400                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1401                                 isolate_lru_page(page);
1402                         if (page_mapped(page))
1403                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS);
1404                         continue;
1405                 }
1406
1407                 if (!get_page_unless_zero(page))
1408                         continue;
1409                 /*
1410                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1411                  * LRU and non-lru movable pages.
1412                  */
1413                 if (PageLRU(page))
1414                         ret = isolate_lru_page(page);
1415                 else
1416                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1417                 if (!ret) { /* Success */
1418                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1419                         if (!__PageMovable(page))
1420                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1421                                                     page_is_file_cache(page));
1422
1423                 } else {
1424                         pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1425                         dump_page(page, "isolation failed");
1426                 }
1427                 put_page(page);
1428         }
1429         if (!list_empty(&source)) {
1430                 /* Allocate a new page from the nearest neighbor node */
1431                 ret = migrate_pages(&source, new_node_page, NULL, 0,
1432                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1433                 if (ret) {
1434                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1435                                 pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d ",
1436                                        page_to_pfn(page), ret);
1437                                 dump_page(page, "migration failure");
1438                         }
1439                         putback_movable_pages(&source);
1440                 }
1441         }
1442
1443         return ret;
1444 }
1445
1446 /*
1447  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1448  */
1449 static int
1450 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1451                         void *data)
1452 {
1453         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 static void
1458 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1459 {
1460         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1461                                 offline_isolated_pages_cb);
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1466  */
1467 static int
1468 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1469                         void *data)
1470 {
1471         int ret;
1472         long offlined = *(long *)data;
1473         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1474         offlined = nr_pages;
1475         if (!ret)
1476                 *(long *)data += offlined;
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 static long
1481 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1482 {
1483         long offlined = 0;
1484         int ret;
1485
1486         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1487                         check_pages_isolated_cb);
1488         if (ret < 0)
1489                 offlined = (long)ret;
1490         return offlined;
1491 }
1492
1493 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1494 {
1495 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1496         movable_node_enabled = true;
1497 #else
1498         pr_warn("movable_node parameter depends on CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP to work properly\n");
1499 #endif
1500         return 0;
1501 }
1502 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1503
1504 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1505 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1506                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1507 {
1508         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1509         unsigned long present_pages = 0;
1510         enum zone_type zt;
1511
1512         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1513         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1514         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1515
1516         /*
1517          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1518          * If the memory to be offline is within the range
1519          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1520          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1521          * thus we can determine that we need to clear the node from
1522          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1523          */
1524         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1525                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1526         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1527                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1528
1529 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1530         /*
1531          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1532          * have normal memory or high memory.
1533          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1534          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1535          * we determine that the zones in that range become empty,
1536          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1537          */
1538         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1539         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1540                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1541 #endif
1542
1543         /*
1544          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1545          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1546          * as well.
1547          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1548          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1549          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1550          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1551          * it for N_MEMORY as well.
1552          */
1553         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1554
1555         if (nr_pages >= present_pages)
1556                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1557 }
1558
1559 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1560 {
1561         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1562                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1563
1564         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1565                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1566
1567         if (arg->status_change_nid >= 0)
1568                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1569 }
1570
1571 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1572                   unsigned long end_pfn)
1573 {
1574         unsigned long pfn, nr_pages;
1575         long offlined_pages;
1576         int ret, node;
1577         unsigned long flags;
1578         unsigned long valid_start, valid_end;
1579         struct zone *zone;
1580         struct memory_notify arg;
1581         char *reason;
1582
1583         mem_hotplug_begin();
1584
1585         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1586            we assume this for now. .*/
1587         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn, &valid_start,
1588                                   &valid_end)) {
1589                 ret = -EINVAL;
1590                 reason = "multizone range";
1591                 goto failed_removal;
1592         }
1593
1594         zone = page_zone(pfn_to_page(valid_start));
1595         node = zone_to_nid(zone);
1596         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1597
1598         /* set above range as isolated */
1599         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1600                                        MIGRATE_MOVABLE,
1601                                        SKIP_HWPOISON | REPORT_FAILURE);
1602         if (ret) {
1603                 reason = "failure to isolate range";
1604                 goto failed_removal;
1605         }
1606
1607         arg.start_pfn = start_pfn;
1608         arg.nr_pages = nr_pages;
1609         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1610
1611         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1612         ret = notifier_to_errno(ret);
1613         if (ret) {
1614                 reason = "notifier failure";
1615                 goto failed_removal_isolated;
1616         }
1617
1618         do {
1619                 for (pfn = start_pfn; pfn;) {
1620                         if (signal_pending(current)) {
1621                                 ret = -EINTR;
1622                                 reason = "signal backoff";
1623                                 goto failed_removal_isolated;
1624                         }
1625
1626                         cond_resched();
1627                         lru_add_drain_all();
1628
1629                         pfn = scan_movable_pages(pfn, end_pfn);
1630                         if (pfn) {
1631                                 /*
1632                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1633                                  * out
1634                                  */
1635                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1636                         }
1637                 }
1638
1639                 /*
1640                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1641                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1642                  * counting consistent.
1643                  */
1644                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1645                 if (ret) {
1646                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1647                         goto failed_removal_isolated;
1648                 }
1649                 /* check again */
1650                 offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1651         } while (offlined_pages < 0);
1652
1653         pr_info("Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1654         /* Ok, all of our target is isolated.
1655            We cannot do rollback at this point. */
1656         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1657         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1658         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1659         /* removal success */
1660         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1661         zone->present_pages -= offlined_pages;
1662
1663         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1664         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1665         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1666
1667         init_per_zone_wmark_min();
1668
1669         if (!populated_zone(zone)) {
1670                 zone_pcp_reset(zone);
1671                 build_all_zonelists(NULL);
1672         } else
1673                 zone_pcp_update(zone);
1674
1675         node_states_clear_node(node, &arg);
1676         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1677                 kswapd_stop(node);
1678                 kcompactd_stop(node);
1679         }
1680
1681         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1682         writeback_set_ratelimit();
1683
1684         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1685         mem_hotplug_done();
1686         return 0;
1687
1688 failed_removal_isolated:
1689         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1690 failed_removal:
1691         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1692                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1693                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1694                  reason);
1695         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1696         /* pushback to free area */
1697         mem_hotplug_done();
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1702 {
1703         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
1704 }
1705 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1706
1707 /**
1708  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1709  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1710  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1711  * @arg: argument passed to func
1712  * @func: callback for each memory section walked
1713  *
1714  * This function walks through all present mem sections in range
1715  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1716  *
1717  * Returns the return value of func.
1718  */
1719 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1720                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1721 {
1722         struct memory_block *mem = NULL;
1723         struct mem_section *section;
1724         unsigned long pfn, section_nr;
1725         int ret;
1726
1727         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1728                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1729                 if (!present_section_nr(section_nr))
1730                         continue;
1731
1732                 section = __nr_to_section(section_nr);
1733                 /* same memblock? */
1734                 if (mem)
1735                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1736                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1737                                 continue;
1738
1739                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1740                 if (!mem)
1741                         continue;
1742
1743                 ret = func(mem, arg);
1744                 if (ret) {
1745                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1746                         return ret;
1747                 }
1748         }
1749
1750         if (mem)
1751                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1752
1753         return 0;
1754 }
1755
1756 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1757 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1758 {
1759         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1760
1761         if (unlikely(ret)) {
1762                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1763
1764                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1765                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1766                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1767                         &beginpa, &endpa);
1768         }
1769
1770         return ret;
1771 }
1772
1773 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1774 {
1775         int cpu;
1776
1777         for_each_present_cpu(cpu) {
1778                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1779                         /*
1780                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1781                          * offline this node.
1782                          */
1783                         return -EBUSY;
1784         }
1785
1786         return 0;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * try_offline_node
1791  * @nid: the node ID
1792  *
1793  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1794  *
1795  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1796  * and online/offline operations before this call.
1797  */
1798 void try_offline_node(int nid)
1799 {
1800         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1801         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1802         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1803         unsigned long pfn;
1804
1805         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1806                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1807
1808                 if (!present_section_nr(section_nr))
1809                         continue;
1810
1811                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1812                         continue;
1813
1814                 /*
1815                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1816                  * can't offline node now.
1817                  */
1818                 return;
1819         }
1820
1821         if (check_cpu_on_node(pgdat))
1822                 return;
1823
1824         /*
1825          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1826          * node now.
1827          */
1828         node_set_offline(nid);
1829         unregister_one_node(nid);
1830 }
1831 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1832
1833 /**
1834  * remove_memory
1835  * @nid: the node ID
1836  * @start: physical address of the region to remove
1837  * @size: size of the region to remove
1838  *
1839  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1840  * and online/offline operations before this call, as required by
1841  * try_offline_node().
1842  */
1843 void __ref __remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1844 {
1845         int ret;
1846
1847         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1848
1849         mem_hotplug_begin();
1850
1851         /*
1852          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1853          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1854          * if this is not the case.
1855          */
1856         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1857                                 check_memblock_offlined_cb);
1858         if (ret)
1859                 BUG();
1860
1861         /* remove memmap entry */
1862         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1863         memblock_free(start, size);
1864         memblock_remove(start, size);
1865
1866         arch_remove_memory(nid, start, size, NULL);
1867
1868         try_offline_node(nid);
1869
1870         mem_hotplug_done();
1871 }
1872
1873 void remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1874 {
1875         lock_device_hotplug();
1876         __remove_memory(nid, start, size);
1877         unlock_device_hotplug();
1878 }
1879 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1880 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */