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                 pr_debug("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 void put_page_bootmem(struct page *page)
 105 {
 106         unsigned long type;
 107
 108         type = (unsigned long) page->lru.next;
 109         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 110                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 111
 112         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 113                 ClearPagePrivate(page);
 114                 set_page_private(page, 0);
 115                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 116                 free_reserved_page(page);
 117         }
 118 }
 119
 120 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 121 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 122 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 123 {
 124         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 125         struct mem_section *ms;
 126         struct page *page, *memmap;
 127
 128         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 129         ms = __nr_to_section(section_nr);
 130
 131         /* Get section's memmap address */
 132         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 133
 134         /*
 135          * Get page for the memmap's phys address
 136          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 137          */
 138         page = virt_to_page(memmap);
 139         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 140         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 141
 142         /* remember memmap's page */
 143         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 144                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 145
 146         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 147         page = virt_to_page(usemap);
 148
 149         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 150
 151         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 152                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 153
 154 }
 155 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 156 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 157 {
 158         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 159         struct mem_section *ms;
 160         struct page *page, *memmap;
 161
 162         if (!pfn_valid(start_pfn))
 163                 return;
 164
 165         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 166         ms = __nr_to_section(section_nr);
 167
 168         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 169
 170         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 171
 172         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 173         page = virt_to_page(usemap);
 174
 175         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 176
 177         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 178                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 179 }
 180 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 181
 182 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 183 {
 184         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 185         int node = pgdat->node_id;
 186         struct page *page;
 187         struct zone *zone;
 188
 189         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 190         page = virt_to_page(pgdat);
 191
 192         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 193                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 194
 195         zone = &pgdat->node_zones[0];
 196         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 197                 if (zone->wait_table) {
 198                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 199                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 200                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 201                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 202
 203                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 204                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 205                 }
 206         }
 207
 208         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 209         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 210
 211         /* register_section info */
 212         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 213                 /*
 214                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 215                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 216                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 217                  * reside in some other node.
 218                  */
 219                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 220                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 221         }
 222 }
 223 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 224
 225 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 226                            unsigned long end_pfn)
 227 {
 228         unsigned long old_zone_end_pfn;
 229
 230         zone_span_writelock(zone);
 231
 232         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 233         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 234                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 235
 236         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 237                                 zone->zone_start_pfn;
 238
 239         zone_span_writeunlock(zone);
 240 }
 241
 242 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 243                 unsigned long end_pfn)
 244 {
 245         zone_span_writelock(zone);
 246
 247         if (end_pfn - start_pfn) {
 248                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 249                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 250         } else {
 251                 /*
 252                  * make it consist as free_area_init_core(),
 253                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 254                  */
 255                 zone->zone_start_pfn = 0;
 256                 zone->spanned_pages = 0;
 257         }
 258
 259         zone_span_writeunlock(zone);
 260 }
 261
 262 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 263                 unsigned long end_pfn)
 264 {
 265         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 266         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 267         unsigned long pfn;
 268
 269         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 270                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 271 }
 272
 273 /* Can fail with -ENOMEM from allocating a wait table with vmalloc() or
 274  * alloc_bootmem_node_nopanic() */
 275 static int __ref ensure_zone_is_initialized(struct zone *zone,
 276                         unsigned long start_pfn, unsigned long num_pages)
 277 {
 278         if (!zone_is_initialized(zone))
 279                 return init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, num_pages,
 280                                                  MEMMAP_HOTPLUG);
 281         return 0;
 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         ret = ensure_zone_is_initialized(z1, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 292         if (ret)
 293                 return ret;
 294
 295         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 296
 297         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 298         if (end_pfn > zone_end_pfn(z2))
 299                 goto out_fail;
 300         /* the move out part must be at the left most of @z2 */
 301         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 302                 goto out_fail;
 303         /* must included/overlap */
 304         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 305                 goto out_fail;
 306
 307         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 308         if (z1->spanned_pages)
 309                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 310         else
 311                 z1_start_pfn = start_pfn;
 312
 313         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 314         resize_zone(z2, end_pfn, zone_end_pfn(z2));
 315
 316         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 317
 318         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 319
 320         return 0;
 321 out_fail:
 322         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 323         return -1;
 324 }
 325
 326 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 327                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 328 {
 329         int ret;
 330         unsigned long flags;
 331         unsigned long z2_end_pfn;
 332
 333         ret = ensure_zone_is_initialized(z2, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 334         if (ret)
 335                 return ret;
 336
 337         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 338
 339         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 340         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 341                 goto out_fail;
 342         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 343         if (zone_end_pfn(z1) >  end_pfn)
 344                 goto out_fail;
 345         /* must included/overlap */
 346         if (start_pfn >= zone_end_pfn(z1))
 347                 goto out_fail;
 348
 349         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 350         if (z2->spanned_pages)
 351                 z2_end_pfn = zone_end_pfn(z2);
 352         else
 353                 z2_end_pfn = end_pfn;
 354
 355         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 356         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 357
 358         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 359
 360         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 361
 362         return 0;
 363 out_fail:
 364         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 365         return -1;
 366 }
 367
 368 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 369                             unsigned long end_pfn)
 370 {
 371         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 372                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 373
 374         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 375                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 376
 377         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 378                                         pgdat->node_start_pfn;
 379 }
 380
 381 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 382 {
 383         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 384         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 385         int nid = pgdat->node_id;
 386         int zone_type;
 387         unsigned long flags;
 388         int ret;
 389
 390         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 391         ret = ensure_zone_is_initialized(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 392         if (ret)
 393                 return ret;
 394
 395         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 396         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 397         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 398                         phys_start_pfn + nr_pages);
 399         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 400         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 401                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 406                                         unsigned long phys_start_pfn)
 407 {
 408         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 409         int ret;
 410
 411         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 412                 return -EEXIST;
 413
 414         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 415
 416         if (ret < 0)
 417                 return ret;
 418
 419         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 420
 421         if (ret < 0)
 422                 return ret;
 423
 424         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 425 }
 426
 427 /*
 428  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 429  * expected that archs that support memory hotplug will
 430  * call this function after deciding the zone to which to
 431  * add the new pages.
 432  */
 433 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 434                         unsigned long nr_pages)
 435 {
 436         unsigned long i;
 437         int err = 0;
 438         int start_sec, end_sec;
 439         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 440         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 441         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 442
 443         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 444                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 445
 446                 /*
 447                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 448                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 449                  * Warning will be printed if there is collision.
 450                  */
 451                 if (err && (err != -EEXIST))
 452                         break;
 453                 err = 0;
 454         }
 455
 456         return err;
 457 }
 458 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 459
 460 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 461 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 462 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 463                                      unsigned long start_pfn,
 464                                      unsigned long end_pfn)
 465 {
 466         struct mem_section *ms;
 467
 468         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 469                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 470
 471                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 472                         continue;
 473
 474                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 475                         continue;
 476
 477                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 478                         continue;
 479
 480                 return start_pfn;
 481         }
 482
 483         return 0;
 484 }
 485
 486 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 487 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 488                                     unsigned long start_pfn,
 489                                     unsigned long end_pfn)
 490 {
 491         struct mem_section *ms;
 492         unsigned long pfn;
 493
 494         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 495         pfn = end_pfn - 1;
 496         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 497                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 498
 499                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 500                         continue;
 501
 502                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 503                         continue;
 504
 505                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 506                         continue;
 507
 508                 return pfn;
 509         }
 510
 511         return 0;
 512 }
 513
 514 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 515                              unsigned long end_pfn)
 516 {
 517         unsigned long zone_start_pfn =  zone->zone_start_pfn;
 518         unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 519         unsigned long pfn;
 520         struct mem_section *ms;
 521         int nid = zone_to_nid(zone);
 522
 523         zone_span_writelock(zone);
 524         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 525                 /*
 526                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 527                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 528                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 529                  * for shrinking zone.
 530                  */
 531                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 532                                                 zone_end_pfn);
 533                 if (pfn) {
 534                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 535                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 536                 }
 537         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 538                 /*
 539                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 540                  * shrink zone->spanned_pages.
 541                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 542                  * shrinking zone.
 543                  */
 544                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 545                                                start_pfn);
 546                 if (pfn)
 547                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 548         }
 549
 550         /*
 551          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 552          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 553          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 554          * it check the zone has only hole or not.
 555          */
 556         pfn = zone_start_pfn;
 557         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 558                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 559
 560                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 561                         continue;
 562
 563                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 564                         continue;
 565
 566                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 567                 if (start_pfn == pfn)
 568                         continue;
 569
 570                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 571                 zone_span_writeunlock(zone);
 572                 return;
 573         }
 574
 575         /* The zone has no valid section */
 576         zone->zone_start_pfn = 0;
 577         zone->spanned_pages = 0;
 578         zone_span_writeunlock(zone);
 579 }
 580
 581 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 582                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 583 {
 584         unsigned long pgdat_start_pfn =  pgdat->node_start_pfn;
 585         unsigned long pgdat_end_pfn =
 586                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 587         unsigned long pfn;
 588         struct mem_section *ms;
 589         int nid = pgdat->node_id;
 590
 591         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 592                 /*
 593                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 594                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 595                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 596                  * for shrinking zone.
 597                  */
 598                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 599                                                 pgdat_end_pfn);
 600                 if (pfn) {
 601                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 602                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 603                 }
 604         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 605                 /*
 606                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 607                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 608                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 609                  * shrinking zone.
 610                  */
 611                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 612                                                start_pfn);
 613                 if (pfn)
 614                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 615         }
 616
 617         /*
 618          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 619          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 620          * change the pgdat.
 621          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 622          * has only hole or not.
 623          */
 624         pfn = pgdat_start_pfn;
 625         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 626                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 627
 628                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 629                         continue;
 630
 631                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 632                         continue;
 633
 634                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 635                 if (start_pfn == pfn)
 636                         continue;
 637
 638                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 639                 return;
 640         }
 641
 642         /* The pgdat has no valid section */
 643         pgdat->node_start_pfn = 0;
 644         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 645 }
 646
 647 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 648 {
 649         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 650         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 651         int zone_type;
 652         unsigned long flags;
 653
 654         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 655
 656         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 657         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 658         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 659         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 660 }
 661
 662 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 663 {
 664         unsigned long start_pfn;
 665         int scn_nr;
 666         int ret = -EINVAL;
 667
 668         if (!valid_section(ms))
 669                 return ret;
 670
 671         ret = unregister_memory_section(ms);
 672         if (ret)
 673                 return ret;
 674
 675         scn_nr = __section_nr(ms);
 676         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 677         __remove_zone(zone, start_pfn);
 678
 679         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 /**
 684  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 685  * @zone: zone from which pages need to be removed
 686  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 687  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 688  *
 689  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 690  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 691  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 692  * calling offline_pages().
 693  */
 694 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 695                  unsigned long nr_pages)
 696 {
 697         unsigned long i;
 698         int sections_to_remove;
 699         resource_size_t start, size;
 700         int ret = 0;
 701
 702         /*
 703          * We can only remove entire sections
 704          */
 705         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 706         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 707
 708         start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 709         size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 710         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
 711         if (ret) {
 712                 resource_size_t endres = start + size - 1;
 713
 714                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 715                                 &start, &endres, ret);
 716         }
 717
 718         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 719         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 720                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 721                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 722                 if (ret)
 723                         break;
 724         }
 725         return ret;
 726 }
 727 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 728 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 729
 730 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 731 {
 732         int rc = -EINVAL;
 733
 734         lock_memory_hotplug();
 735
 736         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 737                 online_page_callback = callback;
 738                 rc = 0;
 739         }
 740
 741         unlock_memory_hotplug();
 742
 743         return rc;
 744 }
 745 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 746
 747 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 748 {
 749         int rc = -EINVAL;
 750
 751         lock_memory_hotplug();
 752
 753         if (online_page_callback == callback) {
 754                 online_page_callback = generic_online_page;
 755                 rc = 0;
 756         }
 757
 758         unlock_memory_hotplug();
 759
 760         return rc;
 761 }
 762 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 763
 764 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 765 {
 766         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 767
 768         if (pfn >= num_physpages)
 769                 num_physpages = pfn + 1;
 770 }
 771 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 772
 773 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 774 {
 775         totalram_pages++;
 776
 777 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 778         if (PageHighMem(page))
 779                 totalhigh_pages++;
 780 #endif
 781 }
 782 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 783
 784 void __online_page_free(struct page *page)
 785 {
 786         ClearPageReserved(page);
 787         init_page_count(page);
 788         __free_page(page);
 789 }
 790 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 791
 792 static void generic_online_page(struct page *page)
 793 {
 794         __online_page_set_limits(page);
 795         __online_page_increment_counters(page);
 796         __online_page_free(page);
 797 }
 798
 799 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 800                         void *arg)
 801 {
 802         unsigned long i;
 803         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 804         struct page *page;
 805         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 806                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 807                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 808                         (*online_page_callback)(page);
 809                         onlined_pages++;
 810                 }
 811         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 812         return 0;
 813 }
 814
 815 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 816 /*
 817  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 818  * normal memory.
 819  */
 820 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 821 {
 822         return true;
 823 }
 824 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 825 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 826 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 827 {
 828         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 829 }
 830 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 831
 832 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 833 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 834         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 835 {
 836         int nid = zone_to_nid(zone);
 837         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 838
 839         /*
 840          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 841          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 842          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 843          *
 844          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 845          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 846          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 847          */
 848         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 849                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 850
 851         /*
 852          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 853          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 854          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 855          * the memory is online.
 856          */
 857         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 858                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 859         else
 860                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 861
 862 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 863         /*
 864          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 865          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 866          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 867          *
 868          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 869          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 870          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 871          */
 872         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 873         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 874                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 875
 876         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 877                 arg->status_change_nid_high = nid;
 878         else
 879                 arg->status_change_nid_high = -1;
 880 #else
 881         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 882 #endif
 883
 884         /*
 885          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 886          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 887          * is online.
 888          */
 889         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 890                 arg->status_change_nid = nid;
 891         else
 892                 arg->status_change_nid = -1;
 893 }
 894
 895 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 896 {
 897         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 898                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 899
 900         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 901                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 902
 903         node_set_state(node, N_MEMORY);
 904 }
 905
 906
 907 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 908 {
 909         unsigned long flags;
 910         unsigned long onlined_pages = 0;
 911         struct zone *zone;
 912         int need_zonelists_rebuild = 0;
 913         int nid;
 914         int ret;
 915         struct memory_notify arg;
 916
 917         lock_memory_hotplug();
 918         /*
 919          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 920          * The section can't be removed here because of the
 921          * memory_block->state_mutex.
 922          */
 923         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 924
 925         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 926             !can_online_high_movable(zone)) {
 927                 unlock_memory_hotplug();
 928                 return -1;
 929         }
 930
 931         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 932                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 933                         unlock_memory_hotplug();
 934                         return -1;
 935                 }
 936         }
 937         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 938                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 939                         unlock_memory_hotplug();
 940                         return -1;
 941                 }
 942         }
 943
 944         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 945         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 946
 947         arg.start_pfn = pfn;
 948         arg.nr_pages = nr_pages;
 949         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 950
 951         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 952
 953         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 954         ret = notifier_to_errno(ret);
 955         if (ret) {
 956                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 957                 unlock_memory_hotplug();
 958                 return ret;
 959         }
 960         /*
 961          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 962          * This means the page allocator ignores this zone.
 963          * So, zonelist must be updated after online.
 964          */
 965         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 966         if (!populated_zone(zone)) {
 967                 need_zonelists_rebuild = 1;
 968                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 969         }
 970
 971         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 972                 online_pages_range);
 973         if (ret) {
 974                 if (need_zonelists_rebuild)
 975                         zone_pcp_reset(zone);
 976                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 977                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 978                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 979                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 980                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 981                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 982                 unlock_memory_hotplug();
 983                 return ret;
 984         }
 985
 986         zone->managed_pages += onlined_pages;
 987         zone->present_pages += onlined_pages;
 988
 989         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 990         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 991         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 992
 993         if (onlined_pages) {
 994                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 995                 if (need_zonelists_rebuild)
 996                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 997                 else
 998                         zone_pcp_update(zone);
 999         }
1000
1001         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1002
1003         init_per_zone_wmark_min();
1004
1005         if (onlined_pages)
1006                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
1007
1008         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1009
1010         writeback_set_ratelimit();
1011
1012         if (onlined_pages)
1013                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1014         unlock_memory_hotplug();
1015
1016         return 0;
1017 }
1018 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1019
1020 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1021 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1022 {
1023         struct pglist_data *pgdat;
1024         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1025         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1026         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1027
1028         pgdat = NODE_DATA(nid);
1029         if (!pgdat) {
1030                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1031                 if (!pgdat)
1032                         return NULL;
1033
1034                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1035         }
1036
1037         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1038
1039         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1040         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1041
1042         /*
1043          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1044          * to access not-initialized zonelist, build here.
1045          */
1046         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1047         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1048         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1049
1050         return pgdat;
1051 }
1052
1053 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1054 {
1055         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1056         arch_free_nodedata(pgdat);
1057         return;
1058 }
1059
1060
1061 /*
1062  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1063  */
1064 int mem_online_node(int nid)
1065 {
1066         pg_data_t       *pgdat;
1067         int     ret;
1068
1069         lock_memory_hotplug();
1070         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1071         if (!pgdat) {
1072                 ret = -ENOMEM;
1073                 goto out;
1074         }
1075         node_set_online(nid);
1076         ret = register_one_node(nid);
1077         BUG_ON(ret);
1078
1079 out:
1080         unlock_memory_hotplug();
1081         return ret;
1082 }
1083
1084 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1085 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1086 {
1087         pg_data_t *pgdat = NULL;
1088         bool new_pgdat;
1089         bool new_node;
1090         struct resource *res;
1091         int ret;
1092
1093         lock_memory_hotplug();
1094
1095         res = register_memory_resource(start, size);
1096         ret = -EEXIST;
1097         if (!res)
1098                 goto out;
1099
1100         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1101                 void *p = NODE_DATA(nid);
1102                 new_pgdat = !p;
1103         }
1104         new_node = !node_online(nid);
1105         if (new_node) {
1106                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1107                 ret = -ENOMEM;
1108                 if (!pgdat)
1109                         goto error;
1110         }
1111
1112         /* call arch's memory hotadd */
1113         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1114
1115         if (ret < 0)
1116                 goto error;
1117
1118         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1119         node_set_online(nid);
1120
1121         if (new_node) {
1122                 ret = register_one_node(nid);
1123                 /*
1124                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1125                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1126                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1127                  */
1128                 BUG_ON(ret);
1129         }
1130
1131         /* create new memmap entry */
1132         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1133
1134         goto out;
1135
1136 error:
1137         /* rollback pgdat allocation and others */
1138         if (new_pgdat)
1139                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1140         release_memory_resource(res);
1141
1142 out:
1143         unlock_memory_hotplug();
1144         return ret;
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1147
1148 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1149 /*
1150  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1151  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1152  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1153  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1154  * be located at the start of the pageblock
1155  */
1156 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1157 {
1158         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1159 }
1160
1161 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1162 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1163 {
1164         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1165         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1166
1167         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1168         if (pageblock_free(page)) {
1169                 int order;
1170                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1171                 order = page_order(page);
1172                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1173                         return page + (1 << order);
1174         }
1175
1176         return page + pageblock_nr_pages;
1177 }
1178
1179 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1180 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1181 {
1182         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1183         struct page *end_page = page + nr_pages;
1184
1185         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1186         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1187                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1188                         return 0;
1189                 cond_resched();
1190         }
1191
1192         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1193         return 1;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1198  */
1199 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1200 {
1201         unsigned long pfn;
1202         struct zone *zone = NULL;
1203         struct page *page;
1204         int i;
1205         for (pfn = start_pfn;
1206              pfn < end_pfn;
1207              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1208                 i = 0;
1209                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1210                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1211                         i++;
1212                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1213                         continue;
1214                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1215                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1216                         return 0;
1217                 zone = page_zone(page);
1218         }
1219         return 1;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
1224  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
1225  */
1226 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1227 {
1228         unsigned long pfn;
1229         struct page *page;
1230         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1231                 if (pfn_valid(pfn)) {
1232                         page = pfn_to_page(pfn);
1233                         if (PageLRU(page))
1234                                 return pfn;
1235                 }
1236         }
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1241 static int
1242 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1243 {
1244         unsigned long pfn;
1245         struct page *page;
1246         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1247         int not_managed = 0;
1248         int ret = 0;
1249         LIST_HEAD(source);
1250
1251         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1252                 if (!pfn_valid(pfn))
1253                         continue;
1254                 page = pfn_to_page(pfn);
1255                 if (!get_page_unless_zero(page))
1256                         continue;
1257                 /*
1258                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1259                  * LRU.
1260                  */
1261                 ret = isolate_lru_page(page);
1262                 if (!ret) { /* Success */
1263                         put_page(page);
1264                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1265                         move_pages--;
1266                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1267                                             page_is_file_cache(page));
1268
1269                 } else {
1270 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1271                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1272                                pfn);
1273                         dump_page(page);
1274 #endif
1275                         put_page(page);
1276                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1277                            check this again here. */
1278                         if (page_count(page)) {
1279                                 not_managed++;
1280                                 ret = -EBUSY;
1281                                 break;
1282                         }
1283                 }
1284         }
1285         if (!list_empty(&source)) {
1286                 if (not_managed) {
1287                         putback_lru_pages(&source);
1288                         goto out;
1289                 }
1290
1291                 /*
1292                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1293                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1294                  */
1295                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1296                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1297                 if (ret)
1298                         putback_lru_pages(&source);
1299         }
1300 out:
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1306  */
1307 static int
1308 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1309                         void *data)
1310 {
1311         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1312         return 0;
1313 }
1314
1315 static void
1316 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1317 {
1318         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1319                                 offline_isolated_pages_cb);
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1324  */
1325 static int
1326 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1327                         void *data)
1328 {
1329         int ret;
1330         long offlined = *(long *)data;
1331         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1332         offlined = nr_pages;
1333         if (!ret)
1334                 *(long *)data += offlined;
1335         return ret;
1336 }
1337
1338 static long
1339 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1340 {
1341         long offlined = 0;
1342         int ret;
1343
1344         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1345                         check_pages_isolated_cb);
1346         if (ret < 0)
1347                 offlined = (long)ret;
1348         return offlined;
1349 }
1350
1351 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1352 /*
1353  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1354  * normal memory.
1355  */
1356 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1357 {
1358         return true;
1359 }
1360 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1361 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1362 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1363 {
1364         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1365         unsigned long present_pages = 0;
1366         enum zone_type zt;
1367
1368         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1369                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1370
1371         if (present_pages > nr_pages)
1372                 return true;
1373
1374         present_pages = 0;
1375         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1376                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1377
1378         /*
1379          * we can't offline the last normal memory until all
1380          * higher memory is offlined.
1381          */
1382         return present_pages == 0;
1383 }
1384 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1385
1386 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1387 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1388                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1389 {
1390         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1391         unsigned long present_pages = 0;
1392         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1393
1394         /*
1395          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1396          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1397          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1398          *
1399          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1400          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1401          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1402          */
1403         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1404                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1405
1406         /*
1407          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1408          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1409          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1410          * become empty after offline , thus we can determind we will
1411          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1412          */
1413         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1414                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1415         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1416                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1417         else
1418                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1419
1420 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1421         /*
1422          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1423          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1424          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1425          *
1426          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1427          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1428          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1429          */
1430         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1431         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1432                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1433
1434         for (; zt <= zone_last; zt++)
1435                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1436         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1437                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1438         else
1439                 arg->status_change_nid_high = -1;
1440 #else
1441         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1442 #endif
1443
1444         /*
1445          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1446          */
1447         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1448
1449         /*
1450          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1451          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1452          * we can determind we will need to clear the node from
1453          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1454          */
1455         for (; zt <= zone_last; zt++)
1456                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1457         if (nr_pages >= present_pages)
1458                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1459         else
1460                 arg->status_change_nid = -1;
1461 }
1462
1463 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1464 {
1465         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1466                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1467
1468         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1469             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1470                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1471
1472         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1473             (arg->status_change_nid >= 0))
1474                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1475 }
1476
1477 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1478                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1479 {
1480         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1481         long offlined_pages;
1482         int ret, drain, retry_max, node;
1483         unsigned long flags;
1484         struct zone *zone;
1485         struct memory_notify arg;
1486
1487         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1488         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1489         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1490                 return -EINVAL;
1491         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1492                 return -EINVAL;
1493         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1494            we assume this for now. .*/
1495         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1496                 return -EINVAL;
1497
1498         lock_memory_hotplug();
1499
1500         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1501         node = zone_to_nid(zone);
1502         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1503
1504         ret = -EINVAL;
1505         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1506                 goto out;
1507
1508         /* set above range as isolated */
1509         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1510                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1511         if (ret)
1512                 goto out;
1513
1514         arg.start_pfn = start_pfn;
1515         arg.nr_pages = nr_pages;
1516         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1517
1518         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1519         ret = notifier_to_errno(ret);
1520         if (ret)
1521                 goto failed_removal;
1522
1523         pfn = start_pfn;
1524         expire = jiffies + timeout;
1525         drain = 0;
1526         retry_max = 5;
1527 repeat:
1528         /* start memory hot removal */
1529         ret = -EAGAIN;
1530         if (time_after(jiffies, expire))
1531                 goto failed_removal;
1532         ret = -EINTR;
1533         if (signal_pending(current))
1534                 goto failed_removal;
1535         ret = 0;
1536         if (drain) {
1537                 lru_add_drain_all();
1538                 cond_resched();
1539                 drain_all_pages();
1540         }
1541
1542         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1543         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1544                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1545                 if (!ret) {
1546                         drain = 1;
1547                         goto repeat;
1548                 } else {
1549                         if (ret < 0)
1550                                 if (--retry_max == 0)
1551                                         goto failed_removal;
1552                         yield();
1553                         drain = 1;
1554                         goto repeat;
1555                 }
1556         }
1557         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1558         lru_add_drain_all();
1559         yield();
1560         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1561         drain_all_pages();
1562         /* check again */
1563         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1564         if (offlined_pages < 0) {
1565                 ret = -EBUSY;
1566                 goto failed_removal;
1567         }
1568         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1569         /* Ok, all of our target is isolated.
1570            We cannot do rollback at this point. */
1571         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1572         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1573         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1574         /* removal success */
1575         zone->managed_pages -= offlined_pages;
1576         zone->present_pages -= offlined_pages;
1577
1578         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1579         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1580         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1581
1582         totalram_pages -= offlined_pages;
1583
1584         init_per_zone_wmark_min();
1585
1586         if (!populated_zone(zone)) {
1587                 zone_pcp_reset(zone);
1588                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1589                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1590                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1591         } else
1592                 zone_pcp_update(zone);
1593
1594         node_states_clear_node(node, &arg);
1595         if (arg.status_change_nid >= 0)
1596                 kswapd_stop(node);
1597
1598         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1599         writeback_set_ratelimit();
1600
1601         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1602         unlock_memory_hotplug();
1603         return 0;
1604
1605 failed_removal:
1606         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1607                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1608                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1609         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1610         /* pushback to free area */
1611         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1612
1613 out:
1614         unlock_memory_hotplug();
1615         return ret;
1616 }
1617
1618 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1619 {
1620         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1621 }
1622
1623 /**
1624  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1625  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1626  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1627  * @arg: argument passed to func
1628  * @func: callback for each memory section walked
1629  *
1630  * This function walks through all present mem sections in range
1631  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1632  *
1633  * Returns the return value of func.
1634  */
1635 static int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1636                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1637 {
1638         struct memory_block *mem = NULL;
1639         struct mem_section *section;
1640         unsigned long pfn, section_nr;
1641         int ret;
1642
1643         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1644                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1645                 if (!present_section_nr(section_nr))
1646                         continue;
1647
1648                 section = __nr_to_section(section_nr);
1649                 /* same memblock? */
1650                 if (mem)
1651                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1652                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1653                                 continue;
1654
1655                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1656                 if (!mem)
1657                         continue;
1658
1659                 ret = func(mem, arg);
1660                 if (ret) {
1661                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1662                         return ret;
1663                 }
1664         }
1665
1666         if (mem)
1667                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1668
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 /**
1673  * offline_memory_block_cb - callback function for offlining memory block
1674  * @mem: the memory block to be offlined
1675  * @arg: buffer to hold error msg
1676  *
1677  * Always return 0, and put the error msg in arg if any.
1678  */
1679 static int offline_memory_block_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1680 {
1681         int *ret = arg;
1682         int error = offline_memory_block(mem);
1683
1684         if (error != 0 && *ret == 0)
1685                 *ret = error;
1686
1687         return 0;
1688 }
1689
1690 static int is_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1691 {
1692         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1693
1694         if (unlikely(ret)) {
1695                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1696
1697                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1698                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1699                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1700                         "[%pa-%pa] is onlined\n",
1701                         &beginpa, &endpa);
1702         }
1703
1704         return ret;
1705 }
1706
1707 static int check_cpu_on_node(void *data)
1708 {
1709         struct pglist_data *pgdat = data;
1710         int cpu;
1711
1712         for_each_present_cpu(cpu) {
1713                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1714                         /*
1715                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1716                          * offline this node.
1717                          */
1718                         return -EBUSY;
1719         }
1720
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 static void unmap_cpu_on_node(void *data)
1725 {
1726 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1727         struct pglist_data *pgdat = data;
1728         int cpu;
1729
1730         for_each_possible_cpu(cpu)
1731                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1732                         numa_clear_node(cpu);
1733 #endif
1734 }
1735
1736 static int check_and_unmap_cpu_on_node(void *data)
1737 {
1738         int ret = check_cpu_on_node(data);
1739
1740         if (ret)
1741                 return ret;
1742
1743         /*
1744          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1745          * the cpu_to_node() now.
1746          */
1747
1748         unmap_cpu_on_node(data);
1749         return 0;
1750 }
1751
1752 /* offline the node if all memory sections of this node are removed */
1753 void try_offline_node(int nid)
1754 {
1755         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1756         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1757         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1758         unsigned long pfn;
1759         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1760         int i;
1761
1762         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1763                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1764
1765                 if (!present_section_nr(section_nr))
1766                         continue;
1767
1768                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1769                         continue;
1770
1771                 /*
1772                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1773                  * can't offline node now.
1774                  */
1775                 return;
1776         }
1777
1778         if (stop_machine(check_and_unmap_cpu_on_node, pgdat, NULL))
1779                 return;
1780
1781         /*
1782          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1783          * node now.
1784          */
1785         node_set_offline(nid);
1786         unregister_one_node(nid);
1787
1788         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1789                 /* node data is allocated from boot memory */
1790                 return;
1791
1792         /* free waittable in each zone */
1793         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1794                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1795
1796                 /*
1797                  * wait_table may be allocated from boot memory,
1798                  * here only free if it's allocated by vmalloc.
1799                  */
1800                 if (is_vmalloc_addr(zone->wait_table))
1801                         vfree(zone->wait_table);
1802         }
1803
1804         /*
1805          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1806          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1807          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1808          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1809          * the memory when the node is online again.
1810          */
1811         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1814
1815 int __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1816 {
1817         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1818         int ret = 0;
1819         int retry = 1;
1820
1821         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1822         end_pfn = PFN_UP(start + size - 1);
1823
1824         /*
1825          * When CONFIG_MEMCG is on, one memory block may be used by other
1826          * blocks to store page cgroup when onlining pages. But we don't know
1827          * in what order pages are onlined. So we iterate twice to offline
1828          * memory:
1829          * 1st iterate: offline every non primary memory block.
1830          * 2nd iterate: offline primary (i.e. first added) memory block.
1831          */
1832 repeat:
1833         walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, &ret,
1834                           offline_memory_block_cb);
1835         if (ret) {
1836                 if (!retry)
1837                         return ret;
1838
1839                 retry = 0;
1840                 ret = 0;
1841                 goto repeat;
1842         }
1843
1844         lock_memory_hotplug();
1845
1846         /*
1847          * we have offlined all memory blocks like this:
1848          *   1. lock memory hotplug
1849          *   2. offline a memory block
1850          *   3. unlock memory hotplug
1851          *
1852          * repeat step1-3 to offline the memory block. All memory blocks
1853          * must be offlined before removing memory. But we don't hold the
1854          * lock in the whole operation. So we should check whether all
1855          * memory blocks are offlined.
1856          */
1857
1858         ret = walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, NULL,
1859                                 is_memblock_offlined_cb);
1860         if (ret) {
1861                 unlock_memory_hotplug();
1862                 return ret;
1863         }
1864
1865         /* remove memmap entry */
1866         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1867
1868         arch_remove_memory(start, size);
1869
1870         try_offline_node(nid);
1871
1872         unlock_memory_hotplug();
1873
1874         return 0;
1875 }
1876 #else
1877 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1878 {
1879         return -EINVAL;
1880 }
1881 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1882 {
1883         return -EINVAL;
1884 }
1885 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1886 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);