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/compiler.h>
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/pagevec.h>
  15 #include <linux/writeback.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/sysctl.h>
  18 #include <linux/cpu.h>
  19 #include <linux/memory.h>
  20 #include <linux/memory_hotplug.h>
  21 #include <linux/highmem.h>
  22 #include <linux/vmalloc.h>
  23 #include <linux/ioport.h>
  24 #include <linux/delay.h>
  25 #include <linux/migrate.h>
  26 #include <linux/page-isolation.h>
  27 #include <linux/pfn.h>
  28 #include <linux/suspend.h>
  29 #include <linux/mm_inline.h>
  30 #include <linux/firmware-map.h>
  31 #include <linux/stop_machine.h>
  32 #include <linux/hugetlb.h>
  33 #include <linux/memblock.h>
  34
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36
  37 #include "internal.h"
  38
  39 /*
  40  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  41  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  42  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  43  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  44  */
  45
  46 static void generic_online_page(struct page *page);
  47
  48 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  49
  50 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  51
  52 void lock_memory_hotplug(void)
  53 {
  54         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  55 }
  56
  57 void unlock_memory_hotplug(void)
  58 {
  59         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  60 }
  61
  62
  63 /* add this memory to iomem resource */
  64 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  65 {
  66         struct resource *res;
  67         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  68         BUG_ON(!res);
  69
  70         res->name = "System RAM";
  71         res->start = start;
  72         res->end = start + size - 1;
  73         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  74         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  75                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  76                 kfree(res);
  77                 res = NULL;
  78         }
  79         return res;
  80 }
  81
  82 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  83 {
  84         if (!res)
  85                 return;
  86         release_resource(res);
  87         kfree(res);
  88         return;
  89 }
  90
  91 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  92 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  93                       unsigned long type)
  94 {
  95         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  96         SetPagePrivate(page);
  97         set_page_private(page, info);
  98         atomic_inc(&page->_count);
  99 }
 100
 101 void put_page_bootmem(struct page *page)
 102 {
 103         unsigned long type;
 104
 105         type = (unsigned long) page->lru.next;
 106         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 107                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 108
 109         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 110                 ClearPagePrivate(page);
 111                 set_page_private(page, 0);
 112                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 113                 free_reserved_page(page);
 114         }
 115 }
 116
 117 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 118 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 119 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 120 {
 121         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 122         struct mem_section *ms;
 123         struct page *page, *memmap;
 124
 125         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 126         ms = __nr_to_section(section_nr);
 127
 128         /* Get section's memmap address */
 129         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 130
 131         /*
 132          * Get page for the memmap's phys address
 133          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 134          */
 135         page = virt_to_page(memmap);
 136         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 137         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 138
 139         /* remember memmap's page */
 140         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 141                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 142
 143         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 144         page = virt_to_page(usemap);
 145
 146         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 147
 148         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 149                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 150
 151 }
 152 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 153 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 154 {
 155         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 156         struct mem_section *ms;
 157         struct page *page, *memmap;
 158
 159         if (!pfn_valid(start_pfn))
 160                 return;
 161
 162         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 163         ms = __nr_to_section(section_nr);
 164
 165         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 166
 167         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 168
 169         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 170         page = virt_to_page(usemap);
 171
 172         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 173
 174         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 175                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 176 }
 177 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 178
 179 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 180 {
 181         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 182         int node = pgdat->node_id;
 183         struct page *page;
 184         struct zone *zone;
 185
 186         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 187         page = virt_to_page(pgdat);
 188
 189         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 190                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 191
 192         zone = &pgdat->node_zones[0];
 193         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 194                 if (zone_is_initialized(zone)) {
 195                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 196                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 197                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 198                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 199
 200                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 201                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 202                 }
 203         }
 204
 205         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 206         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 207
 208         /* register section info */
 209         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 210                 /*
 211                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 212                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 213                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 214                  * reside in some other nodes.
 215                  */
 216                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 217                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 218         }
 219 }
 220 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 221
 222 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 223                            unsigned long end_pfn)
 224 {
 225         unsigned long old_zone_end_pfn;
 226
 227         zone_span_writelock(zone);
 228
 229         old_zone_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 230         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 231                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 232
 233         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 234                                 zone->zone_start_pfn;
 235
 236         zone_span_writeunlock(zone);
 237 }
 238
 239 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 240                 unsigned long end_pfn)
 241 {
 242         zone_span_writelock(zone);
 243
 244         if (end_pfn - start_pfn) {
 245                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 246                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 247         } else {
 248                 /*
 249                  * make it consist as free_area_init_core(),
 250                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 251                  */
 252                 zone->zone_start_pfn = 0;
 253                 zone->spanned_pages = 0;
 254         }
 255
 256         zone_span_writeunlock(zone);
 257 }
 258
 259 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 260                 unsigned long end_pfn)
 261 {
 262         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 263         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 264         unsigned long pfn;
 265
 266         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 267                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 268 }
 269
 270 /* Can fail with -ENOMEM from allocating a wait table with vmalloc() or
 271  * alloc_bootmem_node_nopanic()/memblock_virt_alloc_node_nopanic() */
 272 static int __ref ensure_zone_is_initialized(struct zone *zone,
 273                         unsigned long start_pfn, unsigned long num_pages)
 274 {
 275         if (!zone_is_initialized(zone))
 276                 return init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, num_pages,
 277                                                  MEMMAP_HOTPLUG);
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 282                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 283 {
 284         int ret;
 285         unsigned long flags;
 286         unsigned long z1_start_pfn;
 287
 288         ret = ensure_zone_is_initialized(z1, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 289         if (ret)
 290                 return ret;
 291
 292         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 293
 294         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 295         if (end_pfn > zone_end_pfn(z2))
 296                 goto out_fail;
 297         /* the move out part must be at the left most of @z2 */
 298         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 299                 goto out_fail;
 300         /* must included/overlap */
 301         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 302                 goto out_fail;
 303
 304         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 305         if (!zone_is_empty(z1))
 306                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 307         else
 308                 z1_start_pfn = start_pfn;
 309
 310         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 311         resize_zone(z2, end_pfn, zone_end_pfn(z2));
 312
 313         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 314
 315         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 316
 317         return 0;
 318 out_fail:
 319         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 320         return -1;
 321 }
 322
 323 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 324                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 325 {
 326         int ret;
 327         unsigned long flags;
 328         unsigned long z2_end_pfn;
 329
 330         ret = ensure_zone_is_initialized(z2, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 331         if (ret)
 332                 return ret;
 333
 334         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 335
 336         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 337         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 338                 goto out_fail;
 339         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 340         if (zone_end_pfn(z1) >  end_pfn)
 341                 goto out_fail;
 342         /* must included/overlap */
 343         if (start_pfn >= zone_end_pfn(z1))
 344                 goto out_fail;
 345
 346         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 347         if (!zone_is_empty(z2))
 348                 z2_end_pfn = zone_end_pfn(z2);
 349         else
 350                 z2_end_pfn = end_pfn;
 351
 352         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 353         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 354
 355         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 356
 357         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 358
 359         return 0;
 360 out_fail:
 361         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 362         return -1;
 363 }
 364
 365 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 366                             unsigned long end_pfn)
 367 {
 368         unsigned long old_pgdat_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 369
 370         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 371                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 372
 373         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 374                                         pgdat->node_start_pfn;
 375 }
 376
 377 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 378 {
 379         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 380         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 381         int nid = pgdat->node_id;
 382         int zone_type;
 383         unsigned long flags;
 384         int ret;
 385
 386         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 387         ret = ensure_zone_is_initialized(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 388         if (ret)
 389                 return ret;
 390
 391         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 392         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 393         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 394                         phys_start_pfn + nr_pages);
 395         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 396         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 397                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 402                                         unsigned long phys_start_pfn)
 403 {
 404         int ret;
 405
 406         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 407                 return -EEXIST;
 408
 409         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn);
 410
 411         if (ret < 0)
 412                 return ret;
 413
 414         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 415
 416         if (ret < 0)
 417                 return ret;
 418
 419         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 420 }
 421
 422 /*
 423  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 424  * expected that archs that support memory hotplug will
 425  * call this function after deciding the zone to which to
 426  * add the new pages.
 427  */
 428 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 429                         unsigned long nr_pages)
 430 {
 431         unsigned long i;
 432         int err = 0;
 433         int start_sec, end_sec;
 434         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 435         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 436         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 437
 438         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 439                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 440
 441                 /*
 442                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 443                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 444                  * Warning will be printed if there is collision.
 445                  */
 446                 if (err && (err != -EEXIST))
 447                         break;
 448                 err = 0;
 449         }
 450
 451         return err;
 452 }
 453 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 454
 455 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 456 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 457 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 458                                      unsigned long start_pfn,
 459                                      unsigned long end_pfn)
 460 {
 461         struct mem_section *ms;
 462
 463         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 464                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 465
 466                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 467                         continue;
 468
 469                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 470                         continue;
 471
 472                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 473                         continue;
 474
 475                 return start_pfn;
 476         }
 477
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 482 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 483                                     unsigned long start_pfn,
 484                                     unsigned long end_pfn)
 485 {
 486         struct mem_section *ms;
 487         unsigned long pfn;
 488
 489         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 490         pfn = end_pfn - 1;
 491         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 492                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 493
 494                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 495                         continue;
 496
 497                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 498                         continue;
 499
 500                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 501                         continue;
 502
 503                 return pfn;
 504         }
 505
 506         return 0;
 507 }
 508
 509 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 510                              unsigned long end_pfn)
 511 {
 512         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 513         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 514         unsigned long zone_end_pfn = z;
 515         unsigned long pfn;
 516         struct mem_section *ms;
 517         int nid = zone_to_nid(zone);
 518
 519         zone_span_writelock(zone);
 520         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 521                 /*
 522                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 523                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 524                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 525                  * for shrinking zone.
 526                  */
 527                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 528                                                 zone_end_pfn);
 529                 if (pfn) {
 530                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 531                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 532                 }
 533         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 534                 /*
 535                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 536                  * shrink zone->spanned_pages.
 537                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 538                  * shrinking zone.
 539                  */
 540                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 541                                                start_pfn);
 542                 if (pfn)
 543                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 544         }
 545
 546         /*
 547          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 548          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 549          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 550          * it check the zone has only hole or not.
 551          */
 552         pfn = zone_start_pfn;
 553         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 554                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 555
 556                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 557                         continue;
 558
 559                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 560                         continue;
 561
 562                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 563                 if (start_pfn == pfn)
 564                         continue;
 565
 566                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 567                 zone_span_writeunlock(zone);
 568                 return;
 569         }
 570
 571         /* The zone has no valid section */
 572         zone->zone_start_pfn = 0;
 573         zone->spanned_pages = 0;
 574         zone_span_writeunlock(zone);
 575 }
 576
 577 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 578                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 579 {
 580         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 581         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 582         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 583         unsigned long pfn;
 584         struct mem_section *ms;
 585         int nid = pgdat->node_id;
 586
 587         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 588                 /*
 589                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 590                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 591                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 592                  * for shrinking zone.
 593                  */
 594                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 595                                                 pgdat_end_pfn);
 596                 if (pfn) {
 597                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 598                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 599                 }
 600         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 601                 /*
 602                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 603                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 604                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 605                  * shrinking zone.
 606                  */
 607                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 608                                                start_pfn);
 609                 if (pfn)
 610                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 611         }
 612
 613         /*
 614          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 615          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 616          * change the pgdat.
 617          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 618          * has only hole or not.
 619          */
 620         pfn = pgdat_start_pfn;
 621         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 622                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 623
 624                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 625                         continue;
 626
 627                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 628                         continue;
 629
 630                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 631                 if (start_pfn == pfn)
 632                         continue;
 633
 634                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 635                 return;
 636         }
 637
 638         /* The pgdat has no valid section */
 639         pgdat->node_start_pfn = 0;
 640         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 641 }
 642
 643 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 644 {
 645         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 646         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 647         int zone_type;
 648         unsigned long flags;
 649
 650         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 651
 652         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 653         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 654         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 655         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 656 }
 657
 658 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 659 {
 660         unsigned long start_pfn;
 661         int scn_nr;
 662         int ret = -EINVAL;
 663
 664         if (!valid_section(ms))
 665                 return ret;
 666
 667         ret = unregister_memory_section(ms);
 668         if (ret)
 669                 return ret;
 670
 671         scn_nr = __section_nr(ms);
 672         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 673         __remove_zone(zone, start_pfn);
 674
 675         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 676         return 0;
 677 }
 678
 679 /**
 680  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 681  * @zone: zone from which pages need to be removed
 682  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 683  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 684  *
 685  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 686  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 687  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 688  * calling offline_pages().
 689  */
 690 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 691                  unsigned long nr_pages)
 692 {
 693         unsigned long i;
 694         int sections_to_remove;
 695         resource_size_t start, size;
 696         int ret = 0;
 697
 698         /*
 699          * We can only remove entire sections
 700          */
 701         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 702         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 703
 704         start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 705         size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 706         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
 707         if (ret) {
 708                 resource_size_t endres = start + size - 1;
 709
 710                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 711                                 &start, &endres, ret);
 712         }
 713
 714         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 715         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 716                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 717                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 718                 if (ret)
 719                         break;
 720         }
 721         return ret;
 722 }
 723 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 724 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 725
 726 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 727 {
 728         int rc = -EINVAL;
 729
 730         lock_memory_hotplug();
 731
 732         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 733                 online_page_callback = callback;
 734                 rc = 0;
 735         }
 736
 737         unlock_memory_hotplug();
 738
 739         return rc;
 740 }
 741 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 742
 743 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 744 {
 745         int rc = -EINVAL;
 746
 747         lock_memory_hotplug();
 748
 749         if (online_page_callback == callback) {
 750                 online_page_callback = generic_online_page;
 751                 rc = 0;
 752         }
 753
 754         unlock_memory_hotplug();
 755
 756         return rc;
 757 }
 758 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 759
 760 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 761 {
 762 }
 763 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 764
 765 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 766 {
 767         adjust_managed_page_count(page, 1);
 768 }
 769 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 770
 771 void __online_page_free(struct page *page)
 772 {
 773         __free_reserved_page(page);
 774 }
 775 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 776
 777 static void generic_online_page(struct page *page)
 778 {
 779         __online_page_set_limits(page);
 780         __online_page_increment_counters(page);
 781         __online_page_free(page);
 782 }
 783
 784 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 785                         void *arg)
 786 {
 787         unsigned long i;
 788         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 789         struct page *page;
 790         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 791                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 792                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 793                         (*online_page_callback)(page);
 794                         onlined_pages++;
 795                 }
 796         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 797         return 0;
 798 }
 799
 800 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 801 /*
 802  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 803  * normal memory.
 804  */
 805 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 806 {
 807         return true;
 808 }
 809 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 810 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 811 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 812 {
 813         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 814 }
 815 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 816
 817 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 818 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 819         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 820 {
 821         int nid = zone_to_nid(zone);
 822         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 823
 824         /*
 825          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 826          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 827          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 828          *
 829          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 830          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 831          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 832          */
 833         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 834                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 835
 836         /*
 837          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 838          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 839          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 840          * the memory is online.
 841          */
 842         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 843                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 844         else
 845                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 846
 847 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 848         /*
 849          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 850          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 851          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 852          *
 853          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 854          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 855          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 856          */
 857         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 858         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 859                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 860
 861         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 862                 arg->status_change_nid_high = nid;
 863         else
 864                 arg->status_change_nid_high = -1;
 865 #else
 866         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 867 #endif
 868
 869         /*
 870          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 871          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 872          * is online.
 873          */
 874         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 875                 arg->status_change_nid = nid;
 876         else
 877                 arg->status_change_nid = -1;
 878 }
 879
 880 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 881 {
 882         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 883                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 884
 885         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 886                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 887
 888         node_set_state(node, N_MEMORY);
 889 }
 890
 891
 892 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 893 {
 894         unsigned long flags;
 895         unsigned long onlined_pages = 0;
 896         struct zone *zone;
 897         int need_zonelists_rebuild = 0;
 898         int nid;
 899         int ret;
 900         struct memory_notify arg;
 901
 902         lock_memory_hotplug();
 903         /*
 904          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 905          * The section can't be removed here because of the
 906          * memory_block->state_mutex.
 907          */
 908         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 909
 910         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 911             !can_online_high_movable(zone)) {
 912                 unlock_memory_hotplug();
 913                 return -EINVAL;
 914         }
 915
 916         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 917                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 918                         unlock_memory_hotplug();
 919                         return -EINVAL;
 920                 }
 921         }
 922         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 923                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 924                         unlock_memory_hotplug();
 925                         return -EINVAL;
 926                 }
 927         }
 928
 929         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 930         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 931
 932         arg.start_pfn = pfn;
 933         arg.nr_pages = nr_pages;
 934         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 935
 936         nid = pfn_to_nid(pfn);
 937
 938         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 939         ret = notifier_to_errno(ret);
 940         if (ret) {
 941                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 942                 unlock_memory_hotplug();
 943                 return ret;
 944         }
 945         /*
 946          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 947          * This means the page allocator ignores this zone.
 948          * So, zonelist must be updated after online.
 949          */
 950         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 951         if (!populated_zone(zone)) {
 952                 need_zonelists_rebuild = 1;
 953                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 954         }
 955
 956         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 957                 online_pages_range);
 958         if (ret) {
 959                 if (need_zonelists_rebuild)
 960                         zone_pcp_reset(zone);
 961                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 962                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 963                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 964                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 965                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 966                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 967                 unlock_memory_hotplug();
 968                 return ret;
 969         }
 970
 971         zone->present_pages += onlined_pages;
 972
 973         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 974         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 975         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 976
 977         if (onlined_pages) {
 978                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 979                 if (need_zonelists_rebuild)
 980                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 981                 else
 982                         zone_pcp_update(zone);
 983         }
 984
 985         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 986
 987         init_per_zone_wmark_min();
 988
 989         if (onlined_pages)
 990                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
 991
 992         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 993
 994         writeback_set_ratelimit();
 995
 996         if (onlined_pages)
 997                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 998         unlock_memory_hotplug();
 999
1000         return 0;
1001 }
1002 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1003
1004 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1005 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1006 {
1007         struct pglist_data *pgdat;
1008         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1009         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1010         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1011
1012         pgdat = NODE_DATA(nid);
1013         if (!pgdat) {
1014                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1015                 if (!pgdat)
1016                         return NULL;
1017
1018                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1019         }
1020
1021         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1022
1023         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1024         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1025
1026         /*
1027          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1028          * to access not-initialized zonelist, build here.
1029          */
1030         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1031         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1032         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1033
1034         return pgdat;
1035 }
1036
1037 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1038 {
1039         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1040         arch_free_nodedata(pgdat);
1041         return;
1042 }
1043
1044
1045 /**
1046  * try_online_node - online a node if offlined
1047  *
1048  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1049  */
1050 int try_online_node(int nid)
1051 {
1052         pg_data_t       *pgdat;
1053         int     ret;
1054
1055         if (node_online(nid))
1056                 return 0;
1057
1058         lock_memory_hotplug();
1059         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1060         if (!pgdat) {
1061                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1062                 ret = -ENOMEM;
1063                 goto out;
1064         }
1065         node_set_online(nid);
1066         ret = register_one_node(nid);
1067         BUG_ON(ret);
1068
1069         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
1070                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1071                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1072                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1073         }
1074
1075 out:
1076         unlock_memory_hotplug();
1077         return ret;
1078 }
1079
1080 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1081 {
1082         u64 start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1083         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1084
1085         /* Memory range must be aligned with section */
1086         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1087             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1088                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1089                                 (unsigned long long)start,
1090                                 (unsigned long long)size);
1091                 return -EINVAL;
1092         }
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1098 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1099 {
1100         pg_data_t *pgdat = NULL;
1101         bool new_pgdat;
1102         bool new_node;
1103         struct resource *res;
1104         int ret;
1105
1106         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1107         if (ret)
1108                 return ret;
1109
1110         res = register_memory_resource(start, size);
1111         ret = -EEXIST;
1112         if (!res)
1113                 return ret;
1114
1115         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1116                 void *p = NODE_DATA(nid);
1117                 new_pgdat = !p;
1118         }
1119
1120         lock_memory_hotplug();
1121
1122         new_node = !node_online(nid);
1123         if (new_node) {
1124                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1125                 ret = -ENOMEM;
1126                 if (!pgdat)
1127                         goto error;
1128         }
1129
1130         /* call arch's memory hotadd */
1131         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1132
1133         if (ret < 0)
1134                 goto error;
1135
1136         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1137         node_set_online(nid);
1138
1139         if (new_node) {
1140                 ret = register_one_node(nid);
1141                 /*
1142                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1143                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1144                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1145                  */
1146                 BUG_ON(ret);
1147         }
1148
1149         /* create new memmap entry */
1150         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1151
1152         goto out;
1153
1154 error:
1155         /* rollback pgdat allocation and others */
1156         if (new_pgdat)
1157                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1158         release_memory_resource(res);
1159
1160 out:
1161         unlock_memory_hotplug();
1162         return ret;
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1165
1166 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1167 /*
1168  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1169  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1170  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1171  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1172  * be located at the start of the pageblock
1173  */
1174 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1175 {
1176         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1177 }
1178
1179 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1180 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1181 {
1182         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1183         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1184
1185         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1186         if (pageblock_free(page)) {
1187                 int order;
1188                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1189                 order = page_order(page);
1190                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1191                         return page + (1 << order);
1192         }
1193
1194         return page + pageblock_nr_pages;
1195 }
1196
1197 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1198 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1199 {
1200         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1201         struct page *end_page = page + nr_pages;
1202
1203         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1204         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1205                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1206                         return 0;
1207                 cond_resched();
1208         }
1209
1210         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1216  */
1217 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1218 {
1219         unsigned long pfn;
1220         struct zone *zone = NULL;
1221         struct page *page;
1222         int i;
1223         for (pfn = start_pfn;
1224              pfn < end_pfn;
1225              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1226                 i = 0;
1227                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1228                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1229                         i++;
1230                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1231                         continue;
1232                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1233                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1234                         return 0;
1235                 zone = page_zone(page);
1236         }
1237         return 1;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages
1242  * and hugepages). We scan pfn because it's much easier than scanning over
1243  * linked list. This function returns the pfn of the first found movable
1244  * page if it's found, otherwise 0.
1245  */
1246 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1247 {
1248         unsigned long pfn;
1249         struct page *page;
1250         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1251                 if (pfn_valid(pfn)) {
1252                         page = pfn_to_page(pfn);
1253                         if (PageLRU(page))
1254                                 return pfn;
1255                         if (PageHuge(page)) {
1256                                 if (is_hugepage_active(page))
1257                                         return pfn;
1258                                 else
1259                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1260                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1261                         }
1262                 }
1263         }
1264         return 0;
1265 }
1266
1267 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1268 static int
1269 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1270 {
1271         unsigned long pfn;
1272         struct page *page;
1273         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1274         int not_managed = 0;
1275         int ret = 0;
1276         LIST_HEAD(source);
1277
1278         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1279                 if (!pfn_valid(pfn))
1280                         continue;
1281                 page = pfn_to_page(pfn);
1282
1283                 if (PageHuge(page)) {
1284                         struct page *head = compound_head(page);
1285                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1286                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1287                                 ret = -EBUSY;
1288                                 break;
1289                         }
1290                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1291                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1292                         continue;
1293                 }
1294
1295                 if (!get_page_unless_zero(page))
1296                         continue;
1297                 /*
1298                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1299                  * LRU.
1300                  */
1301                 ret = isolate_lru_page(page);
1302                 if (!ret) { /* Success */
1303                         put_page(page);
1304                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1305                         move_pages--;
1306                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1307                                             page_is_file_cache(page));
1308
1309                 } else {
1310 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1311                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1312                                pfn);
1313                         dump_page(page, "failed to remove from LRU");
1314 #endif
1315                         put_page(page);
1316                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1317                            check this again here. */
1318                         if (page_count(page)) {
1319                                 not_managed++;
1320                                 ret = -EBUSY;
1321                                 break;
1322                         }
1323                 }
1324         }
1325         if (!list_empty(&source)) {
1326                 if (not_managed) {
1327                         putback_movable_pages(&source);
1328                         goto out;
1329                 }
1330
1331                 /*
1332                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1333                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1334                  */
1335                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1336                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1337                 if (ret)
1338                         putback_movable_pages(&source);
1339         }
1340 out:
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1346  */
1347 static int
1348 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1349                         void *data)
1350 {
1351         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 static void
1356 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1357 {
1358         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1359                                 offline_isolated_pages_cb);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1364  */
1365 static int
1366 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1367                         void *data)
1368 {
1369         int ret;
1370         long offlined = *(long *)data;
1371         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1372         offlined = nr_pages;
1373         if (!ret)
1374                 *(long *)data += offlined;
1375         return ret;
1376 }
1377
1378 static long
1379 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1380 {
1381         long offlined = 0;
1382         int ret;
1383
1384         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1385                         check_pages_isolated_cb);
1386         if (ret < 0)
1387                 offlined = (long)ret;
1388         return offlined;
1389 }
1390
1391 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1392 /*
1393  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1394  * normal memory.
1395  */
1396 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1397 {
1398         return true;
1399 }
1400 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1401 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1402 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1403 {
1404         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1405         unsigned long present_pages = 0;
1406         enum zone_type zt;
1407
1408         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1409                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1410
1411         if (present_pages > nr_pages)
1412                 return true;
1413
1414         present_pages = 0;
1415         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1416                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1417
1418         /*
1419          * we can't offline the last normal memory until all
1420          * higher memory is offlined.
1421          */
1422         return present_pages == 0;
1423 }
1424 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1425
1426 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1427 {
1428 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1429         /*
1430          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
1431          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
1432          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
1433          * for the kernel.
1434          *
1435          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
1436          * SRAT is parsed, we don't know about it.
1437          *
1438          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
1439          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
1440          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
1441          *
1442          * Since on modern servers, one node could have double-digit
1443          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
1444          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
1445          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
1446          * the kernel away from hotpluggable memory.
1447          */
1448         memblock_set_bottom_up(true);
1449         movable_node_enabled = true;
1450 #else
1451         pr_warn("movable_node option not supported\n");
1452 #endif
1453         return 0;
1454 }
1455 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1456
1457 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1458 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1459                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1460 {
1461         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1462         unsigned long present_pages = 0;
1463         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1464
1465         /*
1466          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1467          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1468          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1469          *
1470          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1471          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1472          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1473          */
1474         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1475                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1476
1477         /*
1478          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1479          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1480          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1481          * become empty after offline , thus we can determind we will
1482          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1483          */
1484         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1485                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1486         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1487                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1488         else
1489                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1490
1491 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1492         /*
1493          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1494          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1495          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1496          *
1497          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1498          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1499          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1500          */
1501         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1502         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1503                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1504
1505         for (; zt <= zone_last; zt++)
1506                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1507         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1508                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1509         else
1510                 arg->status_change_nid_high = -1;
1511 #else
1512         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1513 #endif
1514
1515         /*
1516          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1517          */
1518         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1519
1520         /*
1521          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1522          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1523          * we can determind we will need to clear the node from
1524          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1525          */
1526         for (; zt <= zone_last; zt++)
1527                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1528         if (nr_pages >= present_pages)
1529                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1530         else
1531                 arg->status_change_nid = -1;
1532 }
1533
1534 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1535 {
1536         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1537                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1538
1539         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1540             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1541                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1542
1543         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1544             (arg->status_change_nid >= 0))
1545                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1546 }
1547
1548 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1549                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1550 {
1551         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1552         long offlined_pages;
1553         int ret, drain, retry_max, node;
1554         unsigned long flags;
1555         struct zone *zone;
1556         struct memory_notify arg;
1557
1558         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1559         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1560                 return -EINVAL;
1561         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1562                 return -EINVAL;
1563         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1564            we assume this for now. .*/
1565         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1566                 return -EINVAL;
1567
1568         lock_memory_hotplug();
1569
1570         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1571         node = zone_to_nid(zone);
1572         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1573
1574         ret = -EINVAL;
1575         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1576                 goto out;
1577
1578         /* set above range as isolated */
1579         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1580                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1581         if (ret)
1582                 goto out;
1583
1584         arg.start_pfn = start_pfn;
1585         arg.nr_pages = nr_pages;
1586         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1587
1588         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1589         ret = notifier_to_errno(ret);
1590         if (ret)
1591                 goto failed_removal;
1592
1593         pfn = start_pfn;
1594         expire = jiffies + timeout;
1595         drain = 0;
1596         retry_max = 5;
1597 repeat:
1598         /* start memory hot removal */
1599         ret = -EAGAIN;
1600         if (time_after(jiffies, expire))
1601                 goto failed_removal;
1602         ret = -EINTR;
1603         if (signal_pending(current))
1604                 goto failed_removal;
1605         ret = 0;
1606         if (drain) {
1607                 lru_add_drain_all();
1608                 cond_resched();
1609                 drain_all_pages();
1610         }
1611
1612         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1613         if (pfn) { /* We have movable pages */
1614                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1615                 if (!ret) {
1616                         drain = 1;
1617                         goto repeat;
1618                 } else {
1619                         if (ret < 0)
1620                                 if (--retry_max == 0)
1621                                         goto failed_removal;
1622                         yield();
1623                         drain = 1;
1624                         goto repeat;
1625                 }
1626         }
1627         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1628         lru_add_drain_all();
1629         yield();
1630         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1631         drain_all_pages();
1632         /*
1633          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1634          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1635          */
1636         dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1637         /* check again */
1638         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1639         if (offlined_pages < 0) {
1640                 ret = -EBUSY;
1641                 goto failed_removal;
1642         }
1643         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1644         /* Ok, all of our target is isolated.
1645            We cannot do rollback at this point. */
1646         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1647         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1648         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1649         /* removal success */
1650         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1651         zone->present_pages -= offlined_pages;
1652
1653         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1654         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1655         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1656
1657         init_per_zone_wmark_min();
1658
1659         if (!populated_zone(zone)) {
1660                 zone_pcp_reset(zone);
1661                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1662                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1663                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1664         } else
1665                 zone_pcp_update(zone);
1666
1667         node_states_clear_node(node, &arg);
1668         if (arg.status_change_nid >= 0)
1669                 kswapd_stop(node);
1670
1671         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1672         writeback_set_ratelimit();
1673
1674         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1675         unlock_memory_hotplug();
1676         return 0;
1677
1678 failed_removal:
1679         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1680                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1681                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1682         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1683         /* pushback to free area */
1684         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1685
1686 out:
1687         unlock_memory_hotplug();
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1692 {
1693         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1694 }
1695 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1696
1697 /**
1698  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1699  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1700  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1701  * @arg: argument passed to func
1702  * @func: callback for each memory section walked
1703  *
1704  * This function walks through all present mem sections in range
1705  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1706  *
1707  * Returns the return value of func.
1708  */
1709 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1710                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1711 {
1712         struct memory_block *mem = NULL;
1713         struct mem_section *section;
1714         unsigned long pfn, section_nr;
1715         int ret;
1716
1717         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1718                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1719                 if (!present_section_nr(section_nr))
1720                         continue;
1721
1722                 section = __nr_to_section(section_nr);
1723                 /* same memblock? */
1724                 if (mem)
1725                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1726                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1727                                 continue;
1728
1729                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1730                 if (!mem)
1731                         continue;
1732
1733                 ret = func(mem, arg);
1734                 if (ret) {
1735                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1736                         return ret;
1737                 }
1738         }
1739
1740         if (mem)
1741                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1742
1743         return 0;
1744 }
1745
1746 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1747 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1748 {
1749         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1750
1751         if (unlikely(ret)) {
1752                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1753
1754                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1755                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1756                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1757                         "[%pa-%pa] is onlined\n",
1758                         &beginpa, &endpa);
1759         }
1760
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1765 {
1766         int cpu;
1767
1768         for_each_present_cpu(cpu) {
1769                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1770                         /*
1771                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1772                          * offline this node.
1773                          */
1774                         return -EBUSY;
1775         }
1776
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1781 {
1782 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1783         int cpu;
1784
1785         for_each_possible_cpu(cpu)
1786                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1787                         numa_clear_node(cpu);
1788 #endif
1789 }
1790
1791 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1792 {
1793         int ret;
1794
1795         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1796         if (ret)
1797                 return ret;
1798
1799         /*
1800          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1801          * the cpu_to_node() now.
1802          */
1803
1804         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 /**
1809  * try_offline_node
1810  *
1811  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1812  *
1813  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1814  * and online/offline operations before this call.
1815  */
1816 void try_offline_node(int nid)
1817 {
1818         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1819         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1820         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1821         unsigned long pfn;
1822         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1823         int i;
1824
1825         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1826                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1827
1828                 if (!present_section_nr(section_nr))
1829                         continue;
1830
1831                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1832                         continue;
1833
1834                 /*
1835                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1836                  * can't offline node now.
1837                  */
1838                 return;
1839         }
1840
1841         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1842                 return;
1843
1844         /*
1845          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1846          * node now.
1847          */
1848         node_set_offline(nid);
1849         unregister_one_node(nid);
1850
1851         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1852                 /* node data is allocated from boot memory */
1853                 return;
1854
1855         /* free waittable in each zone */
1856         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1857                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1858
1859                 /*
1860                  * wait_table may be allocated from boot memory,
1861                  * here only free if it's allocated by vmalloc.
1862                  */
1863                 if (is_vmalloc_addr(zone->wait_table))
1864                         vfree(zone->wait_table);
1865         }
1866
1867         /*
1868          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1869          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1870          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1871          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1872          * the memory when the node is online again.
1873          */
1874         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1875 }
1876 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1877
1878 /**
1879  * remove_memory
1880  *
1881  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1882  * and online/offline operations before this call, as required by
1883  * try_offline_node().
1884  */
1885 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1886 {
1887         int ret;
1888
1889         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1890
1891         lock_memory_hotplug();
1892
1893         /*
1894          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1895          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1896          * if this is not the case.
1897          */
1898         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1899                                 check_memblock_offlined_cb);
1900         if (ret) {
1901                 unlock_memory_hotplug();
1902                 BUG();
1903         }
1904
1905         /* remove memmap entry */
1906         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1907
1908         arch_remove_memory(start, size);
1909
1910         try_offline_node(nid);
1911
1912         unlock_memory_hotplug();
1913 }
1914 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1915 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */