mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/swap.h>
  10 #include <linux/interrupt.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memory_hotplug.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/ioport.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/migrate.h>
  27 #include <linux/page-isolation.h>
  28 #include <linux/pfn.h>
  29 #include <linux/suspend.h>
  30 #include <linux/mm_inline.h>
  31 #include <linux/firmware-map.h>
  32 #include <linux/stop_machine.h>
  33
  34 #include <asm/tlbflush.h>
  35
  36 #include "internal.h"
  37
  38 /*
  39  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  40  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  41  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  42  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  43  */
  44
  45 static void generic_online_page(struct page *page);
  46
  47 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  48
  49 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  50
  51 void lock_memory_hotplug(void)
  52 {
  53         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  54
  55         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  56         lock_system_sleep();
  57 }
  58
  59 void unlock_memory_hotplug(void)
  60 {
  61         unlock_system_sleep();
  62         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  63 }
  64
  65
  66 /* add this memory to iomem resource */
  67 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  68 {
  69         struct resource *res;
  70         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  71         BUG_ON(!res);
  72
  73         res->name = "System RAM";
  74         res->start = start;
  75         res->end = start + size - 1;
  76         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  77         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  78                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  79                 kfree(res);
  80                 res = NULL;
  81         }
  82         return res;
  83 }
  84
  85 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  86 {
  87         if (!res)
  88                 return;
  89         release_resource(res);
  90         kfree(res);
  91         return;
  92 }
  93
  94 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  95 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  96                       unsigned long type)
  97 {
  98         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  99         SetPagePrivate(page);
 100         set_page_private(page, info);
 101         atomic_inc(&page->_count);
 102 }
 103
 104 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
 105  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
 106 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
 107 {
 108         unsigned long type;
 109         static DEFINE_MUTEX(ppb_lock);
 110
 111         type = (unsigned long) page->lru.next;
 112         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 113                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 114
 115         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 116                 ClearPagePrivate(page);
 117                 set_page_private(page, 0);
 118                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 119
 120                 /*
 121                  * Please refer to comment for __free_pages_bootmem()
 122                  * for why we serialize here.
 123                  */
 124                 mutex_lock(&ppb_lock);
 125                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 126                 mutex_unlock(&ppb_lock);
 127                 totalram_pages++;
 128         }
 129
 130 }
 131
 132 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 133 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 134 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 135 {
 136         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 137         struct mem_section *ms;
 138         struct page *page, *memmap;
 139
 140         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 141         ms = __nr_to_section(section_nr);
 142
 143         /* Get section's memmap address */
 144         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 145
 146         /*
 147          * Get page for the memmap's phys address
 148          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 149          */
 150         page = virt_to_page(memmap);
 151         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 152         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 153
 154         /* remember memmap's page */
 155         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 156                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 157
 158         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 159         page = virt_to_page(usemap);
 160
 161         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 162
 163         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 164                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 165
 166 }
 167 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 168 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 169 {
 170         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 171         struct mem_section *ms;
 172         struct page *page, *memmap;
 173
 174         if (!pfn_valid(start_pfn))
 175                 return;
 176
 177         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 178         ms = __nr_to_section(section_nr);
 179
 180         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 181
 182         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 183
 184         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 185         page = virt_to_page(usemap);
 186
 187         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 188
 189         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 190                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 191 }
 192 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 193
 194 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 195 {
 196         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 197         int node = pgdat->node_id;
 198         struct page *page;
 199         struct zone *zone;
 200
 201         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 202         page = virt_to_page(pgdat);
 203
 204         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 205                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 206
 207         zone = &pgdat->node_zones[0];
 208         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 209                 if (zone->wait_table) {
 210                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 211                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 212                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 213                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 214
 215                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 216                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 217                 }
 218         }
 219
 220         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 221         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 222
 223         /* register_section info */
 224         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 225                 /*
 226                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 227                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 228                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 229                  * reside in some other node.
 230                  */
 231                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 232                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 233         }
 234 }
 235 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 236
 237 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 238                            unsigned long end_pfn)
 239 {
 240         unsigned long old_zone_end_pfn;
 241
 242         zone_span_writelock(zone);
 243
 244         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 245         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 246                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 247
 248         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 249                                 zone->zone_start_pfn;
 250
 251         zone_span_writeunlock(zone);
 252 }
 253
 254 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 255                 unsigned long end_pfn)
 256 {
 257         zone_span_writelock(zone);
 258
 259         if (end_pfn - start_pfn) {
 260                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 261                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 262         } else {
 263                 /*
 264                  * make it consist as free_area_init_core(),
 265                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 266                  */
 267                 zone->zone_start_pfn = 0;
 268                 zone->spanned_pages = 0;
 269         }
 270
 271         zone_span_writeunlock(zone);
 272 }
 273
 274 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 275                 unsigned long end_pfn)
 276 {
 277         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 278         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 279         unsigned long pfn;
 280
 281         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 282                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 283 }
 284
 285 /* Can fail with -ENOMEM from allocating a wait table with vmalloc() or
 286  * alloc_bootmem_node_nopanic() */
 287 static int __ref ensure_zone_is_initialized(struct zone *zone,
 288                         unsigned long start_pfn, unsigned long num_pages)
 289 {
 290         if (!zone_is_initialized(zone))
 291                 return init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, num_pages,
 292                                                  MEMMAP_HOTPLUG);
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 297                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 298 {
 299         int ret;
 300         unsigned long flags;
 301         unsigned long z1_start_pfn;
 302
 303         ret = ensure_zone_is_initialized(z1, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 304         if (ret)
 305                 return ret;
 306
 307         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 308
 309         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 310         if (end_pfn > zone_end_pfn(z2))
 311                 goto out_fail;
 312         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
 313         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 314                 goto out_fail;
 315         /* must included/overlap */
 316         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 317                 goto out_fail;
 318
 319         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 320         if (z1->spanned_pages)
 321                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 322         else
 323                 z1_start_pfn = start_pfn;
 324
 325         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 326         resize_zone(z2, end_pfn, zone_end_pfn(z2));
 327
 328         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 329
 330         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 331
 332         return 0;
 333 out_fail:
 334         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 335         return -1;
 336 }
 337
 338 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 339                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 340 {
 341         int ret;
 342         unsigned long flags;
 343         unsigned long z2_end_pfn;
 344
 345         ret = ensure_zone_is_initialized(z2, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 346         if (ret)
 347                 return ret;
 348
 349         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 350
 351         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 352         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 353                 goto out_fail;
 354         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 355         if (zone_end_pfn(z1) >  end_pfn)
 356                 goto out_fail;
 357         /* must included/overlap */
 358         if (start_pfn >= zone_end_pfn(z1))
 359                 goto out_fail;
 360
 361         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 362         if (z2->spanned_pages)
 363                 z2_end_pfn = zone_end_pfn(z2);
 364         else
 365                 z2_end_pfn = end_pfn;
 366
 367         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 368         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 369
 370         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 371
 372         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 373
 374         return 0;
 375 out_fail:
 376         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 377         return -1;
 378 }
 379
 380 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 381                             unsigned long end_pfn)
 382 {
 383         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 384                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 385
 386         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 387                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 388
 389         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 390                                         pgdat->node_start_pfn;
 391 }
 392
 393 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 394 {
 395         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 396         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 397         int nid = pgdat->node_id;
 398         int zone_type;
 399         unsigned long flags;
 400         int ret;
 401
 402         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 403         ret = ensure_zone_is_initialized(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 404         if (ret)
 405                 return ret;
 406
 407         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 408         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 409         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 410                         phys_start_pfn + nr_pages);
 411         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 412         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 413                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 418                                         unsigned long phys_start_pfn)
 419 {
 420         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 421         int ret;
 422
 423         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 424                 return -EEXIST;
 425
 426         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 427
 428         if (ret < 0)
 429                 return ret;
 430
 431         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 432
 433         if (ret < 0)
 434                 return ret;
 435
 436         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 441  * expected that archs that support memory hotplug will
 442  * call this function after deciding the zone to which to
 443  * add the new pages.
 444  */
 445 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 446                         unsigned long nr_pages)
 447 {
 448         unsigned long i;
 449         int err = 0;
 450         int start_sec, end_sec;
 451         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 452         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 453         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 454
 455         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 456                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 457
 458                 /*
 459                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 460                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 461                  * Warning will be printed if there is collision.
 462                  */
 463                 if (err && (err != -EEXIST))
 464                         break;
 465                 err = 0;
 466         }
 467
 468         return err;
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 471
 472 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 473 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 474 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 475                                      unsigned long start_pfn,
 476                                      unsigned long end_pfn)
 477 {
 478         struct mem_section *ms;
 479
 480         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 481                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 482
 483                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 484                         continue;
 485
 486                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 487                         continue;
 488
 489                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 490                         continue;
 491
 492                 return start_pfn;
 493         }
 494
 495         return 0;
 496 }
 497
 498 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 499 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 500                                     unsigned long start_pfn,
 501                                     unsigned long end_pfn)
 502 {
 503         struct mem_section *ms;
 504         unsigned long pfn;
 505
 506         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 507         pfn = end_pfn - 1;
 508         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 509                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 510
 511                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 512                         continue;
 513
 514                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 515                         continue;
 516
 517                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 518                         continue;
 519
 520                 return pfn;
 521         }
 522
 523         return 0;
 524 }
 525
 526 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 527                              unsigned long end_pfn)
 528 {
 529         unsigned long zone_start_pfn =  zone->zone_start_pfn;
 530         unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 531         unsigned long pfn;
 532         struct mem_section *ms;
 533         int nid = zone_to_nid(zone);
 534
 535         zone_span_writelock(zone);
 536         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 537                 /*
 538                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 539                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 540                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 541                  * for shrinking zone.
 542                  */
 543                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 544                                                 zone_end_pfn);
 545                 if (pfn) {
 546                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 547                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 548                 }
 549         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 550                 /*
 551                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 552                  * shrink zone->spanned_pages.
 553                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 554                  * shrinking zone.
 555                  */
 556                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 557                                                start_pfn);
 558                 if (pfn)
 559                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 560         }
 561
 562         /*
 563          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 564          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 565          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 566          * it check the zone has only hole or not.
 567          */
 568         pfn = zone_start_pfn;
 569         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 570                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 571
 572                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 573                         continue;
 574
 575                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 576                         continue;
 577
 578                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 579                 if (start_pfn == pfn)
 580                         continue;
 581
 582                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 583                 zone_span_writeunlock(zone);
 584                 return;
 585         }
 586
 587         /* The zone has no valid section */
 588         zone->zone_start_pfn = 0;
 589         zone->spanned_pages = 0;
 590         zone_span_writeunlock(zone);
 591 }
 592
 593 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 594                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 595 {
 596         unsigned long pgdat_start_pfn =  pgdat->node_start_pfn;
 597         unsigned long pgdat_end_pfn =
 598                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 599         unsigned long pfn;
 600         struct mem_section *ms;
 601         int nid = pgdat->node_id;
 602
 603         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 604                 /*
 605                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 606                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 607                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 608                  * for shrinking zone.
 609                  */
 610                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 611                                                 pgdat_end_pfn);
 612                 if (pfn) {
 613                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 614                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 615                 }
 616         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 617                 /*
 618                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 619                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 620                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 621                  * shrinking zone.
 622                  */
 623                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 624                                                start_pfn);
 625                 if (pfn)
 626                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 627         }
 628
 629         /*
 630          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 631          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 632          * change the pgdat.
 633          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 634          * has only hole or not.
 635          */
 636         pfn = pgdat_start_pfn;
 637         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 638                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 639
 640                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 641                         continue;
 642
 643                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 644                         continue;
 645
 646                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 647                 if (start_pfn == pfn)
 648                         continue;
 649
 650                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 651                 return;
 652         }
 653
 654         /* The pgdat has no valid section */
 655         pgdat->node_start_pfn = 0;
 656         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 657 }
 658
 659 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 660 {
 661         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 662         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 663         int zone_type;
 664         unsigned long flags;
 665
 666         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 667
 668         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 669         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 670         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 671         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 672 }
 673
 674 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 675 {
 676         unsigned long start_pfn;
 677         int scn_nr;
 678         int ret = -EINVAL;
 679
 680         if (!valid_section(ms))
 681                 return ret;
 682
 683         ret = unregister_memory_section(ms);
 684         if (ret)
 685                 return ret;
 686
 687         scn_nr = __section_nr(ms);
 688         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 689         __remove_zone(zone, start_pfn);
 690
 691         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 /**
 696  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 697  * @zone: zone from which pages need to be removed
 698  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 699  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 700  *
 701  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 702  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 703  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 704  * calling offline_pages().
 705  */
 706 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 707                  unsigned long nr_pages)
 708 {
 709         unsigned long i;
 710         int sections_to_remove;
 711         resource_size_t start, size;
 712         int ret = 0;
 713
 714         /*
 715          * We can only remove entire sections
 716          */
 717         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 718         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 719
 720         start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 721         size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 722         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
 723         if (ret) {
 724                 resource_size_t endres = start + size - 1;
 725
 726                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 727                                 &start, &endres, ret);
 728         }
 729
 730         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 731         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 732                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 733                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 734                 if (ret)
 735                         break;
 736         }
 737         return ret;
 738 }
 739 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 740 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 741
 742 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 743 {
 744         int rc = -EINVAL;
 745
 746         lock_memory_hotplug();
 747
 748         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 749                 online_page_callback = callback;
 750                 rc = 0;
 751         }
 752
 753         unlock_memory_hotplug();
 754
 755         return rc;
 756 }
 757 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 758
 759 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 760 {
 761         int rc = -EINVAL;
 762
 763         lock_memory_hotplug();
 764
 765         if (online_page_callback == callback) {
 766                 online_page_callback = generic_online_page;
 767                 rc = 0;
 768         }
 769
 770         unlock_memory_hotplug();
 771
 772         return rc;
 773 }
 774 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 775
 776 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 777 {
 778         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 779
 780         if (pfn >= num_physpages)
 781                 num_physpages = pfn + 1;
 782 }
 783 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 784
 785 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 786 {
 787         totalram_pages++;
 788
 789 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 790         if (PageHighMem(page))
 791                 totalhigh_pages++;
 792 #endif
 793 }
 794 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 795
 796 void __online_page_free(struct page *page)
 797 {
 798         ClearPageReserved(page);
 799         init_page_count(page);
 800         __free_page(page);
 801 }
 802 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 803
 804 static void generic_online_page(struct page *page)
 805 {
 806         __online_page_set_limits(page);
 807         __online_page_increment_counters(page);
 808         __online_page_free(page);
 809 }
 810
 811 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 812                         void *arg)
 813 {
 814         unsigned long i;
 815         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 816         struct page *page;
 817         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 818                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 819                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 820                         (*online_page_callback)(page);
 821                         onlined_pages++;
 822                 }
 823         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 824         return 0;
 825 }
 826
 827 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 828 /*
 829  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 830  * normal memory.
 831  */
 832 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 833 {
 834         return true;
 835 }
 836 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 837 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 838 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 839 {
 840         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 841 }
 842 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 843
 844 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 845 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 846         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 847 {
 848         int nid = zone_to_nid(zone);
 849         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 850
 851         /*
 852          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 853          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 854          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 855          *
 856          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 857          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 858          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 859          */
 860         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 861                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 862
 863         /*
 864          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 865          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 866          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 867          * the memory is online.
 868          */
 869         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 870                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 871         else
 872                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 873
 874 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 875         /*
 876          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 877          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 878          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 879          *
 880          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 881          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 882          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 883          */
 884         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 885         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 886                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 887
 888         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 889                 arg->status_change_nid_high = nid;
 890         else
 891                 arg->status_change_nid_high = -1;
 892 #else
 893         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 894 #endif
 895
 896         /*
 897          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 898          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 899          * is online.
 900          */
 901         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 902                 arg->status_change_nid = nid;
 903         else
 904                 arg->status_change_nid = -1;
 905 }
 906
 907 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 908 {
 909         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 910                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 911
 912         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 913                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 914
 915         node_set_state(node, N_MEMORY);
 916 }
 917
 918
 919 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 920 {
 921         unsigned long flags;
 922         unsigned long onlined_pages = 0;
 923         struct zone *zone;
 924         int need_zonelists_rebuild = 0;
 925         int nid;
 926         int ret;
 927         struct memory_notify arg;
 928
 929         lock_memory_hotplug();
 930         /*
 931          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 932          * The section can't be removed here because of the
 933          * memory_block->state_mutex.
 934          */
 935         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 936
 937         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 938             !can_online_high_movable(zone)) {
 939                 unlock_memory_hotplug();
 940                 return -1;
 941         }
 942
 943         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 944                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 945                         unlock_memory_hotplug();
 946                         return -1;
 947                 }
 948         }
 949         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 950                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 951                         unlock_memory_hotplug();
 952                         return -1;
 953                 }
 954         }
 955
 956         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 957         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 958
 959         arg.start_pfn = pfn;
 960         arg.nr_pages = nr_pages;
 961         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 962
 963         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 964
 965         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 966         ret = notifier_to_errno(ret);
 967         if (ret) {
 968                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 969                 unlock_memory_hotplug();
 970                 return ret;
 971         }
 972         /*
 973          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 974          * This means the page allocator ignores this zone.
 975          * So, zonelist must be updated after online.
 976          */
 977         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 978         if (!populated_zone(zone)) {
 979                 need_zonelists_rebuild = 1;
 980                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 981         }
 982
 983         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 984                 online_pages_range);
 985         if (ret) {
 986                 if (need_zonelists_rebuild)
 987                         zone_pcp_reset(zone);
 988                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 989                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 990                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 991                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 992                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 993                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 994                 unlock_memory_hotplug();
 995                 return ret;
 996         }
 997
 998         zone->managed_pages += onlined_pages;
 999         zone->present_pages += onlined_pages;
1000
1001         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1002         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
1003         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1004
1005         if (onlined_pages) {
1006                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
1007                 if (need_zonelists_rebuild)
1008                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
1009                 else
1010                         zone_pcp_update(zone);
1011         }
1012
1013         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1014
1015         init_per_zone_wmark_min();
1016
1017         if (onlined_pages)
1018                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
1019
1020         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1021
1022         writeback_set_ratelimit();
1023
1024         if (onlined_pages)
1025                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1026         unlock_memory_hotplug();
1027
1028         return 0;
1029 }
1030 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1031
1032 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1033 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1034 {
1035         struct pglist_data *pgdat;
1036         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1037         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1038         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1039
1040         pgdat = NODE_DATA(nid);
1041         if (!pgdat) {
1042                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1043                 if (!pgdat)
1044                         return NULL;
1045
1046                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1047         }
1048
1049         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1050
1051         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1052         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1053
1054         /*
1055          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1056          * to access not-initialized zonelist, build here.
1057          */
1058         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1059         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1060         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1061
1062         return pgdat;
1063 }
1064
1065 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1066 {
1067         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1068         arch_free_nodedata(pgdat);
1069         return;
1070 }
1071
1072
1073 /*
1074  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1075  */
1076 int mem_online_node(int nid)
1077 {
1078         pg_data_t       *pgdat;
1079         int     ret;
1080
1081         lock_memory_hotplug();
1082         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1083         if (!pgdat) {
1084                 ret = -ENOMEM;
1085                 goto out;
1086         }
1087         node_set_online(nid);
1088         ret = register_one_node(nid);
1089         BUG_ON(ret);
1090
1091 out:
1092         unlock_memory_hotplug();
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1097 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1098 {
1099         pg_data_t *pgdat = NULL;
1100         bool new_pgdat;
1101         bool new_node;
1102         struct resource *res;
1103         int ret;
1104
1105         lock_memory_hotplug();
1106
1107         res = register_memory_resource(start, size);
1108         ret = -EEXIST;
1109         if (!res)
1110                 goto out;
1111
1112         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1113                 void *p = NODE_DATA(nid);
1114                 new_pgdat = !p;
1115         }
1116         new_node = !node_online(nid);
1117         if (new_node) {
1118                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1119                 ret = -ENOMEM;
1120                 if (!pgdat)
1121                         goto error;
1122         }
1123
1124         /* call arch's memory hotadd */
1125         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1126
1127         if (ret < 0)
1128                 goto error;
1129
1130         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1131         node_set_online(nid);
1132
1133         if (new_node) {
1134                 ret = register_one_node(nid);
1135                 /*
1136                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1137                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1138                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1139                  */
1140                 BUG_ON(ret);
1141         }
1142
1143         /* create new memmap entry */
1144         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1145
1146         goto out;
1147
1148 error:
1149         /* rollback pgdat allocation and others */
1150         if (new_pgdat)
1151                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1152         release_memory_resource(res);
1153
1154 out:
1155         unlock_memory_hotplug();
1156         return ret;
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1159
1160 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1161 /*
1162  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1163  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1164  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1165  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1166  * be located at the start of the pageblock
1167  */
1168 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1169 {
1170         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1171 }
1172
1173 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1174 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1175 {
1176         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1177         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1178
1179         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1180         if (pageblock_free(page)) {
1181                 int order;
1182                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1183                 order = page_order(page);
1184                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1185                         return page + (1 << order);
1186         }
1187
1188         return page + pageblock_nr_pages;
1189 }
1190
1191 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1192 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1193 {
1194         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1195         struct page *end_page = page + nr_pages;
1196
1197         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1198         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1199                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1200                         return 0;
1201                 cond_resched();
1202         }
1203
1204         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1210  */
1211 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1212 {
1213         unsigned long pfn;
1214         struct zone *zone = NULL;
1215         struct page *page;
1216         int i;
1217         for (pfn = start_pfn;
1218              pfn < end_pfn;
1219              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1220                 i = 0;
1221                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1222                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1223                         i++;
1224                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1225                         continue;
1226                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1227                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1228                         return 0;
1229                 zone = page_zone(page);
1230         }
1231         return 1;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
1236  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
1237  */
1238 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1239 {
1240         unsigned long pfn;
1241         struct page *page;
1242         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1243                 if (pfn_valid(pfn)) {
1244                         page = pfn_to_page(pfn);
1245                         if (PageLRU(page))
1246                                 return pfn;
1247                 }
1248         }
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1253 static int
1254 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1255 {
1256         unsigned long pfn;
1257         struct page *page;
1258         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1259         int not_managed = 0;
1260         int ret = 0;
1261         LIST_HEAD(source);
1262
1263         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1264                 if (!pfn_valid(pfn))
1265                         continue;
1266                 page = pfn_to_page(pfn);
1267                 if (!get_page_unless_zero(page))
1268                         continue;
1269                 /*
1270                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1271                  * LRU.
1272                  */
1273                 ret = isolate_lru_page(page);
1274                 if (!ret) { /* Success */
1275                         put_page(page);
1276                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1277                         move_pages--;
1278                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1279                                             page_is_file_cache(page));
1280
1281                 } else {
1282 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1283                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1284                                pfn);
1285                         dump_page(page);
1286 #endif
1287                         put_page(page);
1288                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1289                            check this again here. */
1290                         if (page_count(page)) {
1291                                 not_managed++;
1292                                 ret = -EBUSY;
1293                                 break;
1294                         }
1295                 }
1296         }
1297         if (!list_empty(&source)) {
1298                 if (not_managed) {
1299                         putback_lru_pages(&source);
1300                         goto out;
1301                 }
1302
1303                 /*
1304                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1305                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1306                  */
1307                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1308                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1309                 if (ret)
1310                         putback_lru_pages(&source);
1311         }
1312 out:
1313         return ret;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1318  */
1319 static int
1320 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1321                         void *data)
1322 {
1323         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 static void
1328 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1329 {
1330         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1331                                 offline_isolated_pages_cb);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1336  */
1337 static int
1338 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1339                         void *data)
1340 {
1341         int ret;
1342         long offlined = *(long *)data;
1343         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1344         offlined = nr_pages;
1345         if (!ret)
1346                 *(long *)data += offlined;
1347         return ret;
1348 }
1349
1350 static long
1351 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1352 {
1353         long offlined = 0;
1354         int ret;
1355
1356         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1357                         check_pages_isolated_cb);
1358         if (ret < 0)
1359                 offlined = (long)ret;
1360         return offlined;
1361 }
1362
1363 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1364 /*
1365  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1366  * normal memory.
1367  */
1368 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1369 {
1370         return true;
1371 }
1372 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1373 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1374 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1375 {
1376         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1377         unsigned long present_pages = 0;
1378         enum zone_type zt;
1379
1380         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1381                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1382
1383         if (present_pages > nr_pages)
1384                 return true;
1385
1386         present_pages = 0;
1387         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1388                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1389
1390         /*
1391          * we can't offline the last normal memory until all
1392          * higher memory is offlined.
1393          */
1394         return present_pages == 0;
1395 }
1396 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1397
1398 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1399 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1400                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1401 {
1402         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1403         unsigned long present_pages = 0;
1404         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1405
1406         /*
1407          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1408          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1409          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1410          *
1411          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1412          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1413          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1414          */
1415         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1416                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1417
1418         /*
1419          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1420          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1421          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1422          * become empty after offline , thus we can determind we will
1423          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1424          */
1425         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1426                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1427         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1428                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1429         else
1430                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1431
1432 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1433         /*
1434          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1435          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1436          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1437          *
1438          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1439          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1440          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1441          */
1442         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1443         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1444                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1445
1446         for (; zt <= zone_last; zt++)
1447                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1448         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1449                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1450         else
1451                 arg->status_change_nid_high = -1;
1452 #else
1453         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1454 #endif
1455
1456         /*
1457          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1458          */
1459         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1460
1461         /*
1462          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1463          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1464          * we can determind we will need to clear the node from
1465          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1466          */
1467         for (; zt <= zone_last; zt++)
1468                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1469         if (nr_pages >= present_pages)
1470                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1471         else
1472                 arg->status_change_nid = -1;
1473 }
1474
1475 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1476 {
1477         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1478                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1479
1480         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1481             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1482                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1483
1484         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1485             (arg->status_change_nid >= 0))
1486                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1487 }
1488
1489 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1490                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1491 {
1492         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1493         long offlined_pages;
1494         int ret, drain, retry_max, node;
1495         unsigned long flags;
1496         struct zone *zone;
1497         struct memory_notify arg;
1498
1499         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1500         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1501         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1502                 return -EINVAL;
1503         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1504                 return -EINVAL;
1505         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1506            we assume this for now. .*/
1507         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1508                 return -EINVAL;
1509
1510         lock_memory_hotplug();
1511
1512         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1513         node = zone_to_nid(zone);
1514         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1515
1516         ret = -EINVAL;
1517         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1518                 goto out;
1519
1520         /* set above range as isolated */
1521         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1522                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1523         if (ret)
1524                 goto out;
1525
1526         arg.start_pfn = start_pfn;
1527         arg.nr_pages = nr_pages;
1528         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1529
1530         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1531         ret = notifier_to_errno(ret);
1532         if (ret)
1533                 goto failed_removal;
1534
1535         pfn = start_pfn;
1536         expire = jiffies + timeout;
1537         drain = 0;
1538         retry_max = 5;
1539 repeat:
1540         /* start memory hot removal */
1541         ret = -EAGAIN;
1542         if (time_after(jiffies, expire))
1543                 goto failed_removal;
1544         ret = -EINTR;
1545         if (signal_pending(current))
1546                 goto failed_removal;
1547         ret = 0;
1548         if (drain) {
1549                 lru_add_drain_all();
1550                 cond_resched();
1551                 drain_all_pages();
1552         }
1553
1554         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1555         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1556                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1557                 if (!ret) {
1558                         drain = 1;
1559                         goto repeat;
1560                 } else {
1561                         if (ret < 0)
1562                                 if (--retry_max == 0)
1563                                         goto failed_removal;
1564                         yield();
1565                         drain = 1;
1566                         goto repeat;
1567                 }
1568         }
1569         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1570         lru_add_drain_all();
1571         yield();
1572         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1573         drain_all_pages();
1574         /* check again */
1575         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1576         if (offlined_pages < 0) {
1577                 ret = -EBUSY;
1578                 goto failed_removal;
1579         }
1580         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1581         /* Ok, all of our target is isolated.
1582            We cannot do rollback at this point. */
1583         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1584         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1585         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1586         /* removal success */
1587         zone->managed_pages -= offlined_pages;
1588         zone->present_pages -= offlined_pages;
1589
1590         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1591         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1592         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1593
1594         totalram_pages -= offlined_pages;
1595
1596         init_per_zone_wmark_min();
1597
1598         if (!populated_zone(zone)) {
1599                 zone_pcp_reset(zone);
1600                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1601                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1602                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1603         } else
1604                 zone_pcp_update(zone);
1605
1606         node_states_clear_node(node, &arg);
1607         if (arg.status_change_nid >= 0)
1608                 kswapd_stop(node);
1609
1610         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1611         writeback_set_ratelimit();
1612
1613         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1614         unlock_memory_hotplug();
1615         return 0;
1616
1617 failed_removal:
1618         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1619                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1620                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1621         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1622         /* pushback to free area */
1623         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1624
1625 out:
1626         unlock_memory_hotplug();
1627         return ret;
1628 }
1629
1630 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1631 {
1632         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1633 }
1634
1635 /**
1636  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1637  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1638  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1639  * @arg: argument passed to func
1640  * @func: callback for each memory section walked
1641  *
1642  * This function walks through all present mem sections in range
1643  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1644  *
1645  * Returns the return value of func.
1646  */
1647 static int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1648                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1649 {
1650         struct memory_block *mem = NULL;
1651         struct mem_section *section;
1652         unsigned long pfn, section_nr;
1653         int ret;
1654
1655         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1656                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1657                 if (!present_section_nr(section_nr))
1658                         continue;
1659
1660                 section = __nr_to_section(section_nr);
1661                 /* same memblock? */
1662                 if (mem)
1663                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1664                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1665                                 continue;
1666
1667                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1668                 if (!mem)
1669                         continue;
1670
1671                 ret = func(mem, arg);
1672                 if (ret) {
1673                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1674                         return ret;
1675                 }
1676         }
1677
1678         if (mem)
1679                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1680
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * offline_memory_block_cb - callback function for offlining memory block
1686  * @mem: the memory block to be offlined
1687  * @arg: buffer to hold error msg
1688  *
1689  * Always return 0, and put the error msg in arg if any.
1690  */
1691 static int offline_memory_block_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1692 {
1693         int *ret = arg;
1694         int error = offline_memory_block(mem);
1695
1696         if (error != 0 && *ret == 0)
1697                 *ret = error;
1698
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 static int is_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1703 {
1704         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1705
1706         if (unlikely(ret)) {
1707                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1708
1709                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1710                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1711                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1712                         "[%pa-%pa] is onlined\n",
1713                         &beginpa, &endpa);
1714         }
1715
1716         return ret;
1717 }
1718
1719 static int check_cpu_on_node(void *data)
1720 {
1721         struct pglist_data *pgdat = data;
1722         int cpu;
1723
1724         for_each_present_cpu(cpu) {
1725                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1726                         /*
1727                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1728                          * offline this node.
1729                          */
1730                         return -EBUSY;
1731         }
1732
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 static void unmap_cpu_on_node(void *data)
1737 {
1738 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1739         struct pglist_data *pgdat = data;
1740         int cpu;
1741
1742         for_each_possible_cpu(cpu)
1743                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1744                         numa_clear_node(cpu);
1745 #endif
1746 }
1747
1748 static int check_and_unmap_cpu_on_node(void *data)
1749 {
1750         int ret = check_cpu_on_node(data);
1751
1752         if (ret)
1753                 return ret;
1754
1755         /*
1756          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1757          * the cpu_to_node() now.
1758          */
1759
1760         unmap_cpu_on_node(data);
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 /* offline the node if all memory sections of this node are removed */
1765 void try_offline_node(int nid)
1766 {
1767         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1768         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1769         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1770         unsigned long pfn;
1771         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1772         int i;
1773
1774         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1775                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1776
1777                 if (!present_section_nr(section_nr))
1778                         continue;
1779
1780                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1781                         continue;
1782
1783                 /*
1784                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1785                  * can't offline node now.
1786                  */
1787                 return;
1788         }
1789
1790         if (stop_machine(check_and_unmap_cpu_on_node, pgdat, NULL))
1791                 return;
1792
1793         /*
1794          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1795          * node now.
1796          */
1797         node_set_offline(nid);
1798         unregister_one_node(nid);
1799
1800         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1801                 /* node data is allocated from boot memory */
1802                 return;
1803
1804         /* free waittable in each zone */
1805         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1806                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1807
1808                 /*
1809                  * wait_table may be allocated from boot memory,
1810                  * here only free if it's allocated by vmalloc.
1811                  */
1812                 if (is_vmalloc_addr(zone->wait_table))
1813                         vfree(zone->wait_table);
1814         }
1815
1816         /*
1817          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1818          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1819          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1820          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1821          * the memory when the node is online again.
1822          */
1823         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1826
1827 int __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1828 {
1829         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1830         int ret = 0;
1831         int retry = 1;
1832
1833         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1834         end_pfn = PFN_UP(start + size - 1);
1835
1836         /*
1837          * When CONFIG_MEMCG is on, one memory block may be used by other
1838          * blocks to store page cgroup when onlining pages. But we don't know
1839          * in what order pages are onlined. So we iterate twice to offline
1840          * memory:
1841          * 1st iterate: offline every non primary memory block.
1842          * 2nd iterate: offline primary (i.e. first added) memory block.
1843          */
1844 repeat:
1845         walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, &ret,
1846                           offline_memory_block_cb);
1847         if (ret) {
1848                 if (!retry)
1849                         return ret;
1850
1851                 retry = 0;
1852                 ret = 0;
1853                 goto repeat;
1854         }
1855
1856         lock_memory_hotplug();
1857
1858         /*
1859          * we have offlined all memory blocks like this:
1860          *   1. lock memory hotplug
1861          *   2. offline a memory block
1862          *   3. unlock memory hotplug
1863          *
1864          * repeat step1-3 to offline the memory block. All memory blocks
1865          * must be offlined before removing memory. But we don't hold the
1866          * lock in the whole operation. So we should check whether all
1867          * memory blocks are offlined.
1868          */
1869
1870         ret = walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, NULL,
1871                                 is_memblock_offlined_cb);
1872         if (ret) {
1873                 unlock_memory_hotplug();
1874                 return ret;
1875         }
1876
1877         /* remove memmap entry */
1878         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1879
1880         arch_remove_memory(start, size);
1881
1882         try_offline_node(nid);
1883
1884         unlock_memory_hotplug();
1885
1886         return 0;
1887 }
1888 #else
1889 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1890 {
1891         return -EINVAL;
1892 }
1893 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1894 {
1895         return -EINVAL;
1896 }
1897 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1898 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);