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/swap.h>
  10 #include <linux/interrupt.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/bootmem.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/memory_hotplug.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/ioport.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/migrate.h>
  27 #include <linux/page-isolation.h>
  28 #include <linux/pfn.h>
  29 #include <linux/suspend.h>
  30 #include <linux/mm_inline.h>
  31 #include <linux/firmware-map.h>
  32 #include <linux/stop_machine.h>
  33
  34 #include <asm/tlbflush.h>
  35
  36 #include "internal.h"
  37
  38 /*
  39  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  40  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  41  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  42  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  43  */
  44
  45 static void generic_online_page(struct page *page);
  46
  47 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  48
  49 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  50
  51 void lock_memory_hotplug(void)
  52 {
  53         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  54
  55         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  56         lock_system_sleep();
  57 }
  58
  59 void unlock_memory_hotplug(void)
  60 {
  61         unlock_system_sleep();
  62         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  63 }
  64
  65
  66 /* add this memory to iomem resource */
  67 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  68 {
  69         struct resource *res;
  70         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  71         BUG_ON(!res);
  72
  73         res->name = "System RAM";
  74         res->start = start;
  75         res->end = start + size - 1;
  76         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  77         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  78                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  79                 kfree(res);
  80                 res = NULL;
  81         }
  82         return res;
  83 }
  84
  85 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  86 {
  87         if (!res)
  88                 return;
  89         release_resource(res);
  90         kfree(res);
  91         return;
  92 }
  93
  94 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  95 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  96                       unsigned long type)
  97 {
  98         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  99         SetPagePrivate(page);
 100         set_page_private(page, info);
 101         atomic_inc(&page->_count);
 102 }
 103
 104 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
 105  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
 106 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
 107 {
 108         unsigned long type;
 109         static DEFINE_MUTEX(ppb_lock);
 110
 111         type = (unsigned long) page->lru.next;
 112         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 113                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 114
 115         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 116                 ClearPagePrivate(page);
 117                 set_page_private(page, 0);
 118                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 119
 120                 /*
 121                  * Please refer to comment for __free_pages_bootmem()
 122                  * for why we serialize here.
 123                  */
 124                 mutex_lock(&ppb_lock);
 125                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 126                 mutex_unlock(&ppb_lock);
 127         }
 128
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 132 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 133 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 134 {
 135         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 136         struct mem_section *ms;
 137         struct page *page, *memmap;
 138
 139         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 140         ms = __nr_to_section(section_nr);
 141
 142         /* Get section's memmap address */
 143         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 144
 145         /*
 146          * Get page for the memmap's phys address
 147          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 148          */
 149         page = virt_to_page(memmap);
 150         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 151         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 152
 153         /* remember memmap's page */
 154         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 155                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 156
 157         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 158         page = virt_to_page(usemap);
 159
 160         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 161
 162         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 163                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 164
 165 }
 166 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 167 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 168 {
 169         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 170         struct mem_section *ms;
 171         struct page *page, *memmap;
 172
 173         if (!pfn_valid(start_pfn))
 174                 return;
 175
 176         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 177         ms = __nr_to_section(section_nr);
 178
 179         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 180
 181         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 182
 183         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 184         page = virt_to_page(usemap);
 185
 186         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 187
 188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 189                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 190 }
 191 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 192
 193 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 194 {
 195         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 196         int node = pgdat->node_id;
 197         struct page *page;
 198         struct zone *zone;
 199
 200         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 201         page = virt_to_page(pgdat);
 202
 203         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 204                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 205
 206         zone = &pgdat->node_zones[0];
 207         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 208                 if (zone->wait_table) {
 209                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 210                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 211                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 212                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 213
 214                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 215                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 216                 }
 217         }
 218
 219         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 220         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 221
 222         /* register_section info */
 223         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 224                 /*
 225                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 226                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 227                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 228                  * reside in some other node.
 229                  */
 230                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 231                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 232         }
 233 }
 234 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 235
 236 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 237                            unsigned long end_pfn)
 238 {
 239         unsigned long old_zone_end_pfn;
 240
 241         zone_span_writelock(zone);
 242
 243         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 244         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 245                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 246
 247         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 248                                 zone->zone_start_pfn;
 249
 250         zone_span_writeunlock(zone);
 251 }
 252
 253 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 254                 unsigned long end_pfn)
 255 {
 256         zone_span_writelock(zone);
 257
 258         if (end_pfn - start_pfn) {
 259                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 260                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 261         } else {
 262                 /*
 263                  * make it consist as free_area_init_core(),
 264                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 265                  */
 266                 zone->zone_start_pfn = 0;
 267                 zone->spanned_pages = 0;
 268         }
 269
 270         zone_span_writeunlock(zone);
 271 }
 272
 273 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 274                 unsigned long end_pfn)
 275 {
 276         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 277         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 278         unsigned long pfn;
 279
 280         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 281                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 282 }
 283
 284 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 285                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 286 {
 287         int ret;
 288         unsigned long flags;
 289         unsigned long z1_start_pfn;
 290
 291         if (!z1->wait_table) {
 292                 ret = init_currently_empty_zone(z1, start_pfn,
 293                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 294                 if (ret)
 295                         return ret;
 296         }
 297
 298         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 299
 300         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 301         if (end_pfn > z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages)
 302                 goto out_fail;
 303         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
 304         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 305                 goto out_fail;
 306         /* must included/overlap */
 307         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 308                 goto out_fail;
 309
 310         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 311         if (z1->spanned_pages)
 312                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 313         else
 314                 z1_start_pfn = start_pfn;
 315
 316         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 317         resize_zone(z2, end_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
 318
 319         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 320
 321         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 322
 323         return 0;
 324 out_fail:
 325         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 326         return -1;
 327 }
 328
 329 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 330                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 331 {
 332         int ret;
 333         unsigned long flags;
 334         unsigned long z2_end_pfn;
 335
 336         if (!z2->wait_table) {
 337                 ret = init_currently_empty_zone(z2, start_pfn,
 338                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 339                 if (ret)
 340                         return ret;
 341         }
 342
 343         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 344
 345         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 346         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 347                 goto out_fail;
 348         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 349         if (z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages >  end_pfn)
 350                 goto out_fail;
 351         /* must included/overlap */
 352         if (start_pfn >= z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages)
 353                 goto out_fail;
 354
 355         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 356         if (z2->spanned_pages)
 357                 z2_end_pfn = z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages;
 358         else
 359                 z2_end_pfn = end_pfn;
 360
 361         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 362         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 363
 364         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 365
 366         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 367
 368         return 0;
 369 out_fail:
 370         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 371         return -1;
 372 }
 373
 374 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 375                             unsigned long end_pfn)
 376 {
 377         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 378                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 379
 380         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 381                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 382
 383         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 384                                         pgdat->node_start_pfn;
 385 }
 386
 387 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 388 {
 389         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 390         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 391         int nid = pgdat->node_id;
 392         int zone_type;
 393         unsigned long flags;
 394
 395         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 396         if (!zone->wait_table) {
 397                 int ret;
 398
 399                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
 400                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
 401                 if (ret)
 402                         return ret;
 403         }
 404         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 405         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 406         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 407                         phys_start_pfn + nr_pages);
 408         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 409         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 410                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 415                                         unsigned long phys_start_pfn)
 416 {
 417         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 418         int ret;
 419
 420         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 421                 return -EEXIST;
 422
 423         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 424
 425         if (ret < 0)
 426                 return ret;
 427
 428         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 429
 430         if (ret < 0)
 431                 return ret;
 432
 433         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 434 }
 435
 436 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 437 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 438                                      unsigned long start_pfn,
 439                                      unsigned long end_pfn)
 440 {
 441         struct mem_section *ms;
 442
 443         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 444                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 445
 446                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 447                         continue;
 448
 449                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 450                         continue;
 451
 452                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 453                         continue;
 454
 455                 return start_pfn;
 456         }
 457
 458         return 0;
 459 }
 460
 461 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 462 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 463                                     unsigned long start_pfn,
 464                                     unsigned long end_pfn)
 465 {
 466         struct mem_section *ms;
 467         unsigned long pfn;
 468
 469         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 470         pfn = end_pfn - 1;
 471         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 472                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 473
 474                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 475                         continue;
 476
 477                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 478                         continue;
 479
 480                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 481                         continue;
 482
 483                 return pfn;
 484         }
 485
 486         return 0;
 487 }
 488
 489 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 490                              unsigned long end_pfn)
 491 {
 492         unsigned long zone_start_pfn =  zone->zone_start_pfn;
 493         unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 494         unsigned long pfn;
 495         struct mem_section *ms;
 496         int nid = zone_to_nid(zone);
 497
 498         zone_span_writelock(zone);
 499         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 500                 /*
 501                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 502                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 503                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 504                  * for shrinking zone.
 505                  */
 506                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 507                                                 zone_end_pfn);
 508                 if (pfn) {
 509                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 510                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 511                 }
 512         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 513                 /*
 514                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 515                  * shrink zone->spanned_pages.
 516                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 517                  * shrinking zone.
 518                  */
 519                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 520                                                start_pfn);
 521                 if (pfn)
 522                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 523         }
 524
 525         /*
 526          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 527          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 528          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 529          * it check the zone has only hole or not.
 530          */
 531         pfn = zone_start_pfn;
 532         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 533                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 534
 535                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 536                         continue;
 537
 538                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 539                         continue;
 540
 541                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 542                 if (start_pfn == pfn)
 543                         continue;
 544
 545                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 546                 zone_span_writeunlock(zone);
 547                 return;
 548         }
 549
 550         /* The zone has no valid section */
 551         zone->zone_start_pfn = 0;
 552         zone->spanned_pages = 0;
 553         zone_span_writeunlock(zone);
 554 }
 555
 556 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 557                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 558 {
 559         unsigned long pgdat_start_pfn =  pgdat->node_start_pfn;
 560         unsigned long pgdat_end_pfn =
 561                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 562         unsigned long pfn;
 563         struct mem_section *ms;
 564         int nid = pgdat->node_id;
 565
 566         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 567                 /*
 568                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 569                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 570                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 571                  * for shrinking zone.
 572                  */
 573                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 574                                                 pgdat_end_pfn);
 575                 if (pfn) {
 576                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 577                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 578                 }
 579         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 580                 /*
 581                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 582                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 583                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 584                  * shrinking zone.
 585                  */
 586                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 587                                                start_pfn);
 588                 if (pfn)
 589                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 590         }
 591
 592         /*
 593          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 594          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 595          * change the pgdat.
 596          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 597          * has only hole or not.
 598          */
 599         pfn = pgdat_start_pfn;
 600         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 601                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 602
 603                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 604                         continue;
 605
 606                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 607                         continue;
 608
 609                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 610                 if (start_pfn == pfn)
 611                         continue;
 612
 613                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 614                 return;
 615         }
 616
 617         /* The pgdat has no valid section */
 618         pgdat->node_start_pfn = 0;
 619         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 620 }
 621
 622 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 623 {
 624         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 625         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 626         int zone_type;
 627         unsigned long flags;
 628
 629         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 630
 631         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 632         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 633         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 634         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 635 }
 636
 637 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 638 {
 639         unsigned long start_pfn;
 640         int scn_nr;
 641         int ret = -EINVAL;
 642
 643         if (!valid_section(ms))
 644                 return ret;
 645
 646         ret = unregister_memory_section(ms);
 647         if (ret)
 648                 return ret;
 649
 650         scn_nr = __section_nr(ms);
 651         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 652         __remove_zone(zone, start_pfn);
 653
 654         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 /*
 659  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 660  * expected that archs that support memory hotplug will
 661  * call this function after deciding the zone to which to
 662  * add the new pages.
 663  */
 664 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 665                         unsigned long nr_pages)
 666 {
 667         unsigned long i;
 668         int err = 0;
 669         int start_sec, end_sec;
 670         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 671         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 672         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 673
 674         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 675                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 676
 677                 /*
 678                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 679                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 680                  * Warning will be printed if there is collision.
 681                  */
 682                 if (err && (err != -EEXIST))
 683                         break;
 684                 err = 0;
 685         }
 686
 687         return err;
 688 }
 689 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 690
 691 /**
 692  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 693  * @zone: zone from which pages need to be removed
 694  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 695  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 696  *
 697  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 698  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 699  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 700  * calling offline_pages().
 701  */
 702 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 703                  unsigned long nr_pages)
 704 {
 705         unsigned long i, ret = 0;
 706         int sections_to_remove;
 707
 708         /*
 709          * We can only remove entire sections
 710          */
 711         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 712         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 713
 714         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
 715
 716         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 717         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 718                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 719                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 720                 if (ret)
 721                         break;
 722         }
 723         return ret;
 724 }
 725 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 726
 727 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 728 {
 729         int rc = -EINVAL;
 730
 731         lock_memory_hotplug();
 732
 733         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 734                 online_page_callback = callback;
 735                 rc = 0;
 736         }
 737
 738         unlock_memory_hotplug();
 739
 740         return rc;
 741 }
 742 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 743
 744 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 745 {
 746         int rc = -EINVAL;
 747
 748         lock_memory_hotplug();
 749
 750         if (online_page_callback == callback) {
 751                 online_page_callback = generic_online_page;
 752                 rc = 0;
 753         }
 754
 755         unlock_memory_hotplug();
 756
 757         return rc;
 758 }
 759 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 760
 761 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 762 {
 763         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 764
 765         if (pfn >= num_physpages)
 766                 num_physpages = pfn + 1;
 767 }
 768 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 769
 770 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 771 {
 772         totalram_pages++;
 773
 774 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 775         if (PageHighMem(page))
 776                 totalhigh_pages++;
 777 #endif
 778 }
 779 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 780
 781 void __online_page_free(struct page *page)
 782 {
 783         ClearPageReserved(page);
 784         init_page_count(page);
 785         __free_page(page);
 786 }
 787 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 788
 789 static void generic_online_page(struct page *page)
 790 {
 791         __online_page_set_limits(page);
 792         __online_page_increment_counters(page);
 793         __online_page_free(page);
 794 }
 795
 796 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 797                         void *arg)
 798 {
 799         unsigned long i;
 800         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 801         struct page *page;
 802         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 803                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 804                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 805                         (*online_page_callback)(page);
 806                         onlined_pages++;
 807                 }
 808         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 809         return 0;
 810 }
 811
 812 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 813 /*
 814  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 815  * normal memory.
 816  */
 817 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 818 {
 819         return true;
 820 }
 821 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 822 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 823 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 824 {
 825         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 826 }
 827 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 828
 829 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 830 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 831         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 832 {
 833         int nid = zone_to_nid(zone);
 834         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 835
 836         /*
 837          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 838          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 839          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 840          *
 841          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 842          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 843          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 844          */
 845         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 846                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 847
 848         /*
 849          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 850          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 851          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 852          * the memory is online.
 853          */
 854         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 855                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 856         else
 857                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 858
 859 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 860         /*
 861          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 862          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 863          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 864          *
 865          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 866          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 867          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 868          */
 869         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 870         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 871                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 872
 873         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 874                 arg->status_change_nid_high = nid;
 875         else
 876                 arg->status_change_nid_high = -1;
 877 #else
 878         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 879 #endif
 880
 881         /*
 882          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 883          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 884          * is online.
 885          */
 886         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 887                 arg->status_change_nid = nid;
 888         else
 889                 arg->status_change_nid = -1;
 890 }
 891
 892 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 893 {
 894         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 895                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 896
 897         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 898                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 899
 900         node_set_state(node, N_MEMORY);
 901 }
 902
 903
 904 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 905 {
 906         unsigned long onlined_pages = 0;
 907         struct zone *zone;
 908         int need_zonelists_rebuild = 0;
 909         int nid;
 910         int ret;
 911         struct memory_notify arg;
 912
 913         lock_memory_hotplug();
 914         /*
 915          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 916          * The section can't be removed here because of the
 917          * memory_block->state_mutex.
 918          */
 919         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 920
 921         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 922             !can_online_high_movable(zone)) {
 923                 unlock_memory_hotplug();
 924                 return -1;
 925         }
 926
 927         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 928                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 929                         unlock_memory_hotplug();
 930                         return -1;
 931                 }
 932         }
 933         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 934                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 935                         unlock_memory_hotplug();
 936                         return -1;
 937                 }
 938         }
 939
 940         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 941         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 942
 943         arg.start_pfn = pfn;
 944         arg.nr_pages = nr_pages;
 945         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 946
 947         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 948
 949         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 950         ret = notifier_to_errno(ret);
 951         if (ret) {
 952                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 953                 unlock_memory_hotplug();
 954                 return ret;
 955         }
 956         /*
 957          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 958          * This means the page allocator ignores this zone.
 959          * So, zonelist must be updated after online.
 960          */
 961         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 962         if (!populated_zone(zone)) {
 963                 need_zonelists_rebuild = 1;
 964                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 965         }
 966
 967         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 968                 online_pages_range);
 969         if (ret) {
 970                 if (need_zonelists_rebuild)
 971                         zone_pcp_reset(zone);
 972                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 973                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 974                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 975                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 976                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 977                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 978                 unlock_memory_hotplug();
 979                 return ret;
 980         }
 981
 982         zone->managed_pages += onlined_pages;
 983         zone->present_pages += onlined_pages;
 984         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 985         if (onlined_pages) {
 986                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 987                 if (need_zonelists_rebuild)
 988                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 989                 else
 990                         zone_pcp_update(zone);
 991         }
 992
 993         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 994
 995         init_per_zone_wmark_min();
 996
 997         if (onlined_pages)
 998                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
 999
1000         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1001
1002         writeback_set_ratelimit();
1003
1004         if (onlined_pages)
1005                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1006         unlock_memory_hotplug();
1007
1008         return 0;
1009 }
1010 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1011
1012 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1013 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1014 {
1015         struct pglist_data *pgdat;
1016         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1017         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1018         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1019
1020         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1021         if (!pgdat)
1022                 return NULL;
1023
1024         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1025
1026         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1027
1028         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1029         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1030
1031         /*
1032          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1033          * to access not-initialized zonelist, build here.
1034          */
1035         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1036         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1037         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1038
1039         return pgdat;
1040 }
1041
1042 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1043 {
1044         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1045         arch_free_nodedata(pgdat);
1046         return;
1047 }
1048
1049
1050 /*
1051  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1052  */
1053 int mem_online_node(int nid)
1054 {
1055         pg_data_t       *pgdat;
1056         int     ret;
1057
1058         lock_memory_hotplug();
1059         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1060         if (!pgdat) {
1061                 ret = -ENOMEM;
1062                 goto out;
1063         }
1064         node_set_online(nid);
1065         ret = register_one_node(nid);
1066         BUG_ON(ret);
1067
1068 out:
1069         unlock_memory_hotplug();
1070         return ret;
1071 }
1072
1073 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1074 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1075 {
1076         pg_data_t *pgdat = NULL;
1077         int new_pgdat = 0;
1078         struct resource *res;
1079         int ret;
1080
1081         lock_memory_hotplug();
1082
1083         res = register_memory_resource(start, size);
1084         ret = -EEXIST;
1085         if (!res)
1086                 goto out;
1087
1088         if (!node_online(nid)) {
1089                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1090                 ret = -ENOMEM;
1091                 if (!pgdat)
1092                         goto error;
1093                 new_pgdat = 1;
1094         }
1095
1096         /* call arch's memory hotadd */
1097         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1098
1099         if (ret < 0)
1100                 goto error;
1101
1102         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1103         node_set_online(nid);
1104
1105         if (new_pgdat) {
1106                 ret = register_one_node(nid);
1107                 /*
1108                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1109                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1110                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1111                  */
1112                 BUG_ON(ret);
1113         }
1114
1115         /* create new memmap entry */
1116         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1117
1118         goto out;
1119
1120 error:
1121         /* rollback pgdat allocation and others */
1122         if (new_pgdat)
1123                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1124         release_memory_resource(res);
1125
1126 out:
1127         unlock_memory_hotplug();
1128         return ret;
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1131
1132 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1133 /*
1134  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1135  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1136  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1137  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1138  * be located at the start of the pageblock
1139  */
1140 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1141 {
1142         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1143 }
1144
1145 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1146 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1147 {
1148         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1149         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1150
1151         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1152         if (pageblock_free(page)) {
1153                 int order;
1154                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1155                 order = page_order(page);
1156                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1157                         return page + (1 << order);
1158         }
1159
1160         return page + pageblock_nr_pages;
1161 }
1162
1163 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1164 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1165 {
1166         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1167         struct page *end_page = page + nr_pages;
1168
1169         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1170         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1171                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1172                         return 0;
1173                 cond_resched();
1174         }
1175
1176         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1177         return 1;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1182  */
1183 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1184 {
1185         unsigned long pfn;
1186         struct zone *zone = NULL;
1187         struct page *page;
1188         int i;
1189         for (pfn = start_pfn;
1190              pfn < end_pfn;
1191              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1192                 i = 0;
1193                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1194                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1195                         i++;
1196                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1197                         continue;
1198                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1199                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1200                         return 0;
1201                 zone = page_zone(page);
1202         }
1203         return 1;
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
1208  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
1209  */
1210 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1211 {
1212         unsigned long pfn;
1213         struct page *page;
1214         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1215                 if (pfn_valid(pfn)) {
1216                         page = pfn_to_page(pfn);
1217                         if (PageLRU(page))
1218                                 return pfn;
1219                 }
1220         }
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1225 static int
1226 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1227 {
1228         unsigned long pfn;
1229         struct page *page;
1230         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1231         int not_managed = 0;
1232         int ret = 0;
1233         LIST_HEAD(source);
1234
1235         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1236                 if (!pfn_valid(pfn))
1237                         continue;
1238                 page = pfn_to_page(pfn);
1239                 if (!get_page_unless_zero(page))
1240                         continue;
1241                 /*
1242                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1243                  * LRU.
1244                  */
1245                 ret = isolate_lru_page(page);
1246                 if (!ret) { /* Success */
1247                         put_page(page);
1248                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1249                         move_pages--;
1250                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1251                                             page_is_file_cache(page));
1252
1253                 } else {
1254 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1255                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1256                                pfn);
1257                         dump_page(page);
1258 #endif
1259                         put_page(page);
1260                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1261                            check this again here. */
1262                         if (page_count(page)) {
1263                                 not_managed++;
1264                                 ret = -EBUSY;
1265                                 break;
1266                         }
1267                 }
1268         }
1269         if (!list_empty(&source)) {
1270                 if (not_managed) {
1271                         putback_lru_pages(&source);
1272                         goto out;
1273                 }
1274
1275                 /*
1276                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1277                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1278                  */
1279                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1280                                                         true, MIGRATE_SYNC,
1281                                                         MR_MEMORY_HOTPLUG);
1282                 if (ret)
1283                         putback_lru_pages(&source);
1284         }
1285 out:
1286         return ret;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1291  */
1292 static int
1293 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1294                         void *data)
1295 {
1296         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1297         return 0;
1298 }
1299
1300 static void
1301 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1302 {
1303         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1304                                 offline_isolated_pages_cb);
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1309  */
1310 static int
1311 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1312                         void *data)
1313 {
1314         int ret;
1315         long offlined = *(long *)data;
1316         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1317         offlined = nr_pages;
1318         if (!ret)
1319                 *(long *)data += offlined;
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 static long
1324 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1325 {
1326         long offlined = 0;
1327         int ret;
1328
1329         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1330                         check_pages_isolated_cb);
1331         if (ret < 0)
1332                 offlined = (long)ret;
1333         return offlined;
1334 }
1335
1336 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1337 /*
1338  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1339  * normal memory.
1340  */
1341 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1342 {
1343         return true;
1344 }
1345 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1346 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1347 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1348 {
1349         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1350         unsigned long present_pages = 0;
1351         enum zone_type zt;
1352
1353         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1354                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1355
1356         if (present_pages > nr_pages)
1357                 return true;
1358
1359         present_pages = 0;
1360         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1361                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1362
1363         /*
1364          * we can't offline the last normal memory until all
1365          * higher memory is offlined.
1366          */
1367         return present_pages == 0;
1368 }
1369 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1370
1371 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1372 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1373                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1374 {
1375         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1376         unsigned long present_pages = 0;
1377         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1378
1379         /*
1380          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1381          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1382          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1383          *
1384          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1385          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1386          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1387          */
1388         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1389                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1390
1391         /*
1392          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1393          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1394          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1395          * become empty after offline , thus we can determind we will
1396          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1397          */
1398         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1399                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1400         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1401                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1402         else
1403                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1404
1405 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1406         /*
1407          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1408          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1409          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1410          *
1411          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1412          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1413          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1414          */
1415         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1416         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1417                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1418
1419         for (; zt <= zone_last; zt++)
1420                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1421         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1422                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1423         else
1424                 arg->status_change_nid_high = -1;
1425 #else
1426         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1427 #endif
1428
1429         /*
1430          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1431          */
1432         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1433
1434         /*
1435          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1436          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1437          * we can determind we will need to clear the node from
1438          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1439          */
1440         for (; zt <= zone_last; zt++)
1441                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1442         if (nr_pages >= present_pages)
1443                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1444         else
1445                 arg->status_change_nid = -1;
1446 }
1447
1448 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1449 {
1450         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1451                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1452
1453         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1454             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1455                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1456
1457         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1458             (arg->status_change_nid >= 0))
1459                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1460 }
1461
1462 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1463                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1464 {
1465         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1466         long offlined_pages;
1467         int ret, drain, retry_max, node;
1468         struct zone *zone;
1469         struct memory_notify arg;
1470
1471         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1472         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1473         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1474                 return -EINVAL;
1475         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1476                 return -EINVAL;
1477         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1478            we assume this for now. .*/
1479         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1480                 return -EINVAL;
1481
1482         lock_memory_hotplug();
1483
1484         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1485         node = zone_to_nid(zone);
1486         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1487
1488         ret = -EINVAL;
1489         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1490                 goto out;
1491
1492         /* set above range as isolated */
1493         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1494                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1495         if (ret)
1496                 goto out;
1497
1498         arg.start_pfn = start_pfn;
1499         arg.nr_pages = nr_pages;
1500         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1501
1502         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1503         ret = notifier_to_errno(ret);
1504         if (ret)
1505                 goto failed_removal;
1506
1507         pfn = start_pfn;
1508         expire = jiffies + timeout;
1509         drain = 0;
1510         retry_max = 5;
1511 repeat:
1512         /* start memory hot removal */
1513         ret = -EAGAIN;
1514         if (time_after(jiffies, expire))
1515                 goto failed_removal;
1516         ret = -EINTR;
1517         if (signal_pending(current))
1518                 goto failed_removal;
1519         ret = 0;
1520         if (drain) {
1521                 lru_add_drain_all();
1522                 cond_resched();
1523                 drain_all_pages();
1524         }
1525
1526         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1527         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1528                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1529                 if (!ret) {
1530                         drain = 1;
1531                         goto repeat;
1532                 } else {
1533                         if (ret < 0)
1534                                 if (--retry_max == 0)
1535                                         goto failed_removal;
1536                         yield();
1537                         drain = 1;
1538                         goto repeat;
1539                 }
1540         }
1541         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1542         lru_add_drain_all();
1543         yield();
1544         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1545         drain_all_pages();
1546         /* check again */
1547         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1548         if (offlined_pages < 0) {
1549                 ret = -EBUSY;
1550                 goto failed_removal;
1551         }
1552         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1553         /* Ok, all of our target is isolated.
1554            We cannot do rollback at this point. */
1555         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1556         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1557         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1558         /* removal success */
1559         zone->managed_pages -= offlined_pages;
1560         zone->present_pages -= offlined_pages;
1561         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1562         totalram_pages -= offlined_pages;
1563
1564         init_per_zone_wmark_min();
1565
1566         if (!populated_zone(zone)) {
1567                 zone_pcp_reset(zone);
1568                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1569                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1570                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1571         } else
1572                 zone_pcp_update(zone);
1573
1574         node_states_clear_node(node, &arg);
1575         if (arg.status_change_nid >= 0)
1576                 kswapd_stop(node);
1577
1578         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1579         writeback_set_ratelimit();
1580
1581         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1582         unlock_memory_hotplug();
1583         return 0;
1584
1585 failed_removal:
1586         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1587                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1588                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1589         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1590         /* pushback to free area */
1591         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1592
1593 out:
1594         unlock_memory_hotplug();
1595         return ret;
1596 }
1597
1598 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1599 {
1600         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1601 }
1602
1603 /**
1604  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1605  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1606  * @end_pfn: end pft of the memory range
1607  * @arg: argument passed to func
1608  * @func: callback for each memory section walked
1609  *
1610  * This function walks through all present mem sections in range
1611  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1612  *
1613  * Returns the return value of func.
1614  */
1615 static int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1616                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1617 {
1618         struct memory_block *mem = NULL;
1619         struct mem_section *section;
1620         unsigned long pfn, section_nr;
1621         int ret;
1622
1623         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1624                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1625                 if (!present_section_nr(section_nr))
1626                         continue;
1627
1628                 section = __nr_to_section(section_nr);
1629                 /* same memblock? */
1630                 if (mem)
1631                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1632                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1633                                 continue;
1634
1635                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1636                 if (!mem)
1637                         continue;
1638
1639                 ret = func(mem, arg);
1640                 if (ret) {
1641                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1642                         return ret;
1643                 }
1644         }
1645
1646         if (mem)
1647                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1648
1649         return 0;
1650 }
1651
1652 /**
1653  * offline_memory_block_cb - callback function for offlining memory block
1654  * @mem: the memory block to be offlined
1655  * @arg: buffer to hold error msg
1656  *
1657  * Always return 0, and put the error msg in arg if any.
1658  */
1659 static int offline_memory_block_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1660 {
1661         int *ret = arg;
1662         int error = offline_memory_block(mem);
1663
1664         if (error != 0 && *ret == 0)
1665                 *ret = error;
1666
1667         return 0;
1668 }
1669
1670 static int is_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1671 {
1672         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1673
1674         if (unlikely(ret))
1675                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1676                         "[%#010llx-%#010llx] is onlined\n",
1677                         PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr)),
1678                         PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1);
1679
1680         return ret;
1681 }
1682
1683 static int check_cpu_on_node(void *data)
1684 {
1685         struct pglist_data *pgdat = data;
1686         int cpu;
1687
1688         for_each_present_cpu(cpu) {
1689                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1690                         /*
1691                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1692                          * offline this node.
1693                          */
1694                         return -EBUSY;
1695         }
1696
1697         return 0;
1698 }
1699
1700 /* offline the node if all memory sections of this node are removed */
1701 static void try_offline_node(int nid)
1702 {
1703         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1704         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1705         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1706         unsigned long pfn;
1707         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1708         int i;
1709
1710         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1711                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1712
1713                 if (!present_section_nr(section_nr))
1714                         continue;
1715
1716                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1717                         continue;
1718
1719                 /*
1720                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1721                  * can't offline node now.
1722                  */
1723                 return;
1724         }
1725
1726         if (stop_machine(check_cpu_on_node, pgdat, NULL))
1727                 return;
1728
1729         /*
1730          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1731          * node now.
1732          */
1733         node_set_offline(nid);
1734         unregister_one_node(nid);
1735
1736         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1737                 /* node data is allocated from boot memory */
1738                 return;
1739
1740         /* free waittable in each zone */
1741         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1742                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1743
1744                 if (zone->wait_table)
1745                         vfree(zone->wait_table);
1746         }
1747
1748         /*
1749          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1750          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1751          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1752          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1753          * the memory when the node is online again.
1754          */
1755         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1756 }
1757
1758 int __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1759 {
1760         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1761         int ret = 0;
1762         int retry = 1;
1763
1764         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1765         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1766
1767         /*
1768          * When CONFIG_MEMCG is on, one memory block may be used by other
1769          * blocks to store page cgroup when onlining pages. But we don't know
1770          * in what order pages are onlined. So we iterate twice to offline
1771          * memory:
1772          * 1st iterate: offline every non primary memory block.
1773          * 2nd iterate: offline primary (i.e. first added) memory block.
1774          */
1775 repeat:
1776         walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, &ret,
1777                           offline_memory_block_cb);
1778         if (ret) {
1779                 if (!retry)
1780                         return ret;
1781
1782                 retry = 0;
1783                 ret = 0;
1784                 goto repeat;
1785         }
1786
1787         lock_memory_hotplug();
1788
1789         /*
1790          * we have offlined all memory blocks like this:
1791          *   1. lock memory hotplug
1792          *   2. offline a memory block
1793          *   3. unlock memory hotplug
1794          *
1795          * repeat step1-3 to offline the memory block. All memory blocks
1796          * must be offlined before removing memory. But we don't hold the
1797          * lock in the whole operation. So we should check whether all
1798          * memory blocks are offlined.
1799          */
1800
1801         ret = walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, NULL,
1802                                 is_memblock_offlined_cb);
1803         if (ret) {
1804                 unlock_memory_hotplug();
1805                 return ret;
1806         }
1807
1808         /* remove memmap entry */
1809         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1810
1811         arch_remove_memory(start, size);
1812
1813         try_offline_node(nid);
1814
1815         unlock_memory_hotplug();
1816
1817         return 0;
1818 }
1819 #else
1820 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1821 {
1822         return -EINVAL;
1823 }
1824 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1825 {
1826         return -EINVAL;
1827 }
1828 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1829 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);