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
  33 #include <asm/tlbflush.h>
  34
  35 #include "internal.h"
  36
  37 /*
  38  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  39  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  40  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  41  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  42  */
  43
  44 static void generic_online_page(struct page *page);
  45
  46 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  47
  48 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  49
  50 void lock_memory_hotplug(void)
  51 {
  52         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  53
  54         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  55         lock_system_sleep();
  56 }
  57
  58 void unlock_memory_hotplug(void)
  59 {
  60         unlock_system_sleep();
  61         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  62 }
  63
  64
  65 /* add this memory to iomem resource */
  66 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  67 {
  68         struct resource *res;
  69         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  70         BUG_ON(!res);
  71
  72         res->name = "System RAM";
  73         res->start = start;
  74         res->end = start + size - 1;
  75         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  76         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  77                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  78                 kfree(res);
  79                 res = NULL;
  80         }
  81         return res;
  82 }
  83
  84 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  85 {
  86         if (!res)
  87                 return;
  88         release_resource(res);
  89         kfree(res);
  90         return;
  91 }
  92
  93 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  94 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
  95 static 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
 110         type = (unsigned long) page->lru.next;
 111         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 112                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 113
 114         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 115                 ClearPagePrivate(page);
 116                 set_page_private(page, 0);
 117                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 118                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 119         }
 120
 121 }
 122
 123 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 124 {
 125         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 126         struct mem_section *ms;
 127         struct page *page, *memmap;
 128
 129         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 130         ms = __nr_to_section(section_nr);
 131
 132         /* Get section's memmap address */
 133         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 134
 135         /*
 136          * Get page for the memmap's phys address
 137          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 138          */
 139         page = virt_to_page(memmap);
 140         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 141         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 142
 143         /* remember memmap's page */
 144         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 145                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 146
 147         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 148         page = virt_to_page(usemap);
 149
 150         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 151
 152         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 153                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 154
 155 }
 156
 157 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 158 {
 159         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 160         int node = pgdat->node_id;
 161         struct page *page;
 162         struct zone *zone;
 163
 164         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 165         page = virt_to_page(pgdat);
 166
 167         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 168                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 169
 170         zone = &pgdat->node_zones[0];
 171         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 172                 if (zone->wait_table) {
 173                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 174                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 175                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 176                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 177
 178                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 179                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 180                 }
 181         }
 182
 183         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 184         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 185
 186         /* register_section info */
 187         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 188                 /*
 189                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 190                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 191                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 192                  * reside in some other node.
 193                  */
 194                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 195                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 196         }
 197 }
 198 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 199
 200 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 201                            unsigned long end_pfn)
 202 {
 203         unsigned long old_zone_end_pfn;
 204
 205         zone_span_writelock(zone);
 206
 207         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 208         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 209                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 210
 211         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 212                                 zone->zone_start_pfn;
 213
 214         zone_span_writeunlock(zone);
 215 }
 216
 217 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 218                 unsigned long end_pfn)
 219 {
 220         zone_span_writelock(zone);
 221
 222         if (end_pfn - start_pfn) {
 223                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 224                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 225         } else {
 226                 /*
 227                  * make it consist as free_area_init_core(),
 228                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 229                  */
 230                 zone->zone_start_pfn = 0;
 231                 zone->spanned_pages = 0;
 232         }
 233
 234         zone_span_writeunlock(zone);
 235 }
 236
 237 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 238                 unsigned long end_pfn)
 239 {
 240         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 241         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 242         unsigned long pfn;
 243
 244         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 245                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 246 }
 247
 248 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 249                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 250 {
 251         int ret;
 252         unsigned long flags;
 253         unsigned long z1_start_pfn;
 254
 255         if (!z1->wait_table) {
 256                 ret = init_currently_empty_zone(z1, start_pfn,
 257                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 258                 if (ret)
 259                         return ret;
 260         }
 261
 262         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 263
 264         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 265         if (end_pfn > z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages)
 266                 goto out_fail;
 267         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
 268         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 269                 goto out_fail;
 270         /* must included/overlap */
 271         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 272                 goto out_fail;
 273
 274         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 275         if (z1->spanned_pages)
 276                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 277         else
 278                 z1_start_pfn = start_pfn;
 279
 280         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 281         resize_zone(z2, end_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
 282
 283         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 284
 285         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 286
 287         return 0;
 288 out_fail:
 289         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 290         return -1;
 291 }
 292
 293 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 294                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 295 {
 296         int ret;
 297         unsigned long flags;
 298         unsigned long z2_end_pfn;
 299
 300         if (!z2->wait_table) {
 301                 ret = init_currently_empty_zone(z2, start_pfn,
 302                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 303                 if (ret)
 304                         return ret;
 305         }
 306
 307         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 308
 309         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 310         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 311                 goto out_fail;
 312         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 313         if (z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages >  end_pfn)
 314                 goto out_fail;
 315         /* must included/overlap */
 316         if (start_pfn >= z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages)
 317                 goto out_fail;
 318
 319         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 320         if (z2->spanned_pages)
 321                 z2_end_pfn = z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages;
 322         else
 323                 z2_end_pfn = end_pfn;
 324
 325         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 326         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 327
 328         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 329
 330         fix_zone_id(z2, 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 void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 339                             unsigned long end_pfn)
 340 {
 341         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 342                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 343
 344         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 345                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 346
 347         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 348                                         pgdat->node_start_pfn;
 349 }
 350
 351 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 352 {
 353         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 354         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 355         int nid = pgdat->node_id;
 356         int zone_type;
 357         unsigned long flags;
 358
 359         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 360         if (!zone->wait_table) {
 361                 int ret;
 362
 363                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
 364                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
 365                 if (ret)
 366                         return ret;
 367         }
 368         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 369         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 370         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 371                         phys_start_pfn + nr_pages);
 372         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 373         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 374                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 379                                         unsigned long phys_start_pfn)
 380 {
 381         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 382         int ret;
 383
 384         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 385                 return -EEXIST;
 386
 387         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 388
 389         if (ret < 0)
 390                 return ret;
 391
 392         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 393
 394         if (ret < 0)
 395                 return ret;
 396
 397         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 398 }
 399
 400 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 401 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 402 {
 403         /*
 404          * XXX: Freeing memmap with vmemmap is not implement yet.
 405          *      This should be removed later.
 406          */
 407         return -EBUSY;
 408 }
 409 #else
 410 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 411 {
 412         unsigned long flags;
 413         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 414         int ret = -EINVAL;
 415
 416         if (!valid_section(ms))
 417                 return ret;
 418
 419         ret = unregister_memory_section(ms);
 420         if (ret)
 421                 return ret;
 422
 423         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 424         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 425         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 426         return 0;
 427 }
 428 #endif
 429
 430 /*
 431  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 432  * expected that archs that support memory hotplug will
 433  * call this function after deciding the zone to which to
 434  * add the new pages.
 435  */
 436 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 437                         unsigned long nr_pages)
 438 {
 439         unsigned long i;
 440         int err = 0;
 441         int start_sec, end_sec;
 442         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 443         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 444         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 445
 446         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 447                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 448
 449                 /*
 450                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 451                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 452                  * Warning will be printed if there is collision.
 453                  */
 454                 if (err && (err != -EEXIST))
 455                         break;
 456                 err = 0;
 457         }
 458
 459         return err;
 460 }
 461 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 462
 463 /**
 464  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 465  * @zone: zone from which pages need to be removed
 466  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 467  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 468  *
 469  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 470  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 471  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 472  * calling offline_pages().
 473  */
 474 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 475                  unsigned long nr_pages)
 476 {
 477         unsigned long i, ret = 0;
 478         int sections_to_remove;
 479
 480         /*
 481          * We can only remove entire sections
 482          */
 483         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 484         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 485
 486         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
 487
 488         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 489         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 490                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 491                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 492                 if (ret)
 493                         break;
 494         }
 495         return ret;
 496 }
 497 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 498
 499 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 500 {
 501         int rc = -EINVAL;
 502
 503         lock_memory_hotplug();
 504
 505         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 506                 online_page_callback = callback;
 507                 rc = 0;
 508         }
 509
 510         unlock_memory_hotplug();
 511
 512         return rc;
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 515
 516 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 517 {
 518         int rc = -EINVAL;
 519
 520         lock_memory_hotplug();
 521
 522         if (online_page_callback == callback) {
 523                 online_page_callback = generic_online_page;
 524                 rc = 0;
 525         }
 526
 527         unlock_memory_hotplug();
 528
 529         return rc;
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 532
 533 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 534 {
 535         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 536
 537         if (pfn >= num_physpages)
 538                 num_physpages = pfn + 1;
 539 }
 540 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 541
 542 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 543 {
 544         totalram_pages++;
 545
 546 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 547         if (PageHighMem(page))
 548                 totalhigh_pages++;
 549 #endif
 550 }
 551 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 552
 553 void __online_page_free(struct page *page)
 554 {
 555         ClearPageReserved(page);
 556         init_page_count(page);
 557         __free_page(page);
 558 }
 559 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 560
 561 static void generic_online_page(struct page *page)
 562 {
 563         __online_page_set_limits(page);
 564         __online_page_increment_counters(page);
 565         __online_page_free(page);
 566 }
 567
 568 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 569                         void *arg)
 570 {
 571         unsigned long i;
 572         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 573         struct page *page;
 574         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 575                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 576                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 577                         (*online_page_callback)(page);
 578                         onlined_pages++;
 579                 }
 580         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 585 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 586         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 587 {
 588         int nid = zone_to_nid(zone);
 589         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 590
 591         /*
 592          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
 593          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
 594          *
 595          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
 596          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 597          */
 598         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 599                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 600
 601         /*
 602          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 603          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 604          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 605          * the memory is online.
 606          */
 607         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 608                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 609         else
 610                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 611
 612         /*
 613          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 614          * set the node to node_states[N_HIGH_MEMORY] after the memory
 615          * is online.
 616          */
 617         if (!node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 618                 arg->status_change_nid = nid;
 619         else
 620                 arg->status_change_nid = -1;
 621 }
 622
 623 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 624 {
 625         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 626                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 627
 628         node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 629 }
 630
 631
 632 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 633 {
 634         unsigned long onlined_pages = 0;
 635         struct zone *zone;
 636         int need_zonelists_rebuild = 0;
 637         int nid;
 638         int ret;
 639         struct memory_notify arg;
 640
 641         lock_memory_hotplug();
 642         /*
 643          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 644          * The section can't be removed here because of the
 645          * memory_block->state_mutex.
 646          */
 647         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 648
 649         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 650                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 651                         unlock_memory_hotplug();
 652                         return -1;
 653                 }
 654         }
 655         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 656                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 657                         unlock_memory_hotplug();
 658                         return -1;
 659                 }
 660         }
 661
 662         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 663         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 664
 665         arg.start_pfn = pfn;
 666         arg.nr_pages = nr_pages;
 667         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 668
 669         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 670
 671         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 672         ret = notifier_to_errno(ret);
 673         if (ret) {
 674                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 675                 unlock_memory_hotplug();
 676                 return ret;
 677         }
 678         /*
 679          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 680          * This means the page allocator ignores this zone.
 681          * So, zonelist must be updated after online.
 682          */
 683         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 684         if (!populated_zone(zone)) {
 685                 need_zonelists_rebuild = 1;
 686                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 687         }
 688
 689         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 690                 online_pages_range);
 691         if (ret) {
 692                 if (need_zonelists_rebuild)
 693                         zone_pcp_reset(zone);
 694                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 695                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 696                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 697                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 698                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 699                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 700                 unlock_memory_hotplug();
 701                 return ret;
 702         }
 703
 704         zone->present_pages += onlined_pages;
 705         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 706         if (onlined_pages) {
 707                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 708                 if (need_zonelists_rebuild)
 709                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 710                 else
 711                         zone_pcp_update(zone);
 712         }
 713
 714         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 715
 716         init_per_zone_wmark_min();
 717
 718         if (onlined_pages)
 719                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
 720
 721         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 722
 723         writeback_set_ratelimit();
 724
 725         if (onlined_pages)
 726                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 727         unlock_memory_hotplug();
 728
 729         return 0;
 730 }
 731 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 732
 733 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 734 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 735 {
 736         struct pglist_data *pgdat;
 737         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 738         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 739         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 740
 741         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 742         if (!pgdat)
 743                 return NULL;
 744
 745         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 746
 747         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 748
 749         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 750         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
 751
 752         /*
 753          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 754          * to access not-initialized zonelist, build here.
 755          */
 756         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 757         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
 758         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 759
 760         return pgdat;
 761 }
 762
 763 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
 764 {
 765         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 766         arch_free_nodedata(pgdat);
 767         return;
 768 }
 769
 770
 771 /*
 772  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 773  */
 774 int mem_online_node(int nid)
 775 {
 776         pg_data_t       *pgdat;
 777         int     ret;
 778
 779         lock_memory_hotplug();
 780         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
 781         if (!pgdat) {
 782                 ret = -ENOMEM;
 783                 goto out;
 784         }
 785         node_set_online(nid);
 786         ret = register_one_node(nid);
 787         BUG_ON(ret);
 788
 789 out:
 790         unlock_memory_hotplug();
 791         return ret;
 792 }
 793
 794 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 795 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
 796 {
 797         pg_data_t *pgdat = NULL;
 798         int new_pgdat = 0;
 799         struct resource *res;
 800         int ret;
 801
 802         lock_memory_hotplug();
 803
 804         res = register_memory_resource(start, size);
 805         ret = -EEXIST;
 806         if (!res)
 807                 goto out;
 808
 809         if (!node_online(nid)) {
 810                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 811                 ret = -ENOMEM;
 812                 if (!pgdat)
 813                         goto error;
 814                 new_pgdat = 1;
 815         }
 816
 817         /* call arch's memory hotadd */
 818         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
 819
 820         if (ret < 0)
 821                 goto error;
 822
 823         /* we online node here. we can't roll back from here. */
 824         node_set_online(nid);
 825
 826         if (new_pgdat) {
 827                 ret = register_one_node(nid);
 828                 /*
 829                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
 830                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
 831                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
 832                  */
 833                 BUG_ON(ret);
 834         }
 835
 836         /* create new memmap entry */
 837         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
 838
 839         goto out;
 840
 841 error:
 842         /* rollback pgdat allocation and others */
 843         if (new_pgdat)
 844                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
 845         if (res)
 846                 release_memory_resource(res);
 847
 848 out:
 849         unlock_memory_hotplug();
 850         return ret;
 851 }
 852 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
 853
 854 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 855 /*
 856  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
 857  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
 858  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
 859  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
 860  * be located at the start of the pageblock
 861  */
 862 static inline int pageblock_free(struct page *page)
 863 {
 864         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
 865 }
 866
 867 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
 868 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
 869 {
 870         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
 871         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
 872
 873         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
 874         if (pageblock_free(page)) {
 875                 int order;
 876                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
 877                 order = page_order(page);
 878                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
 879                         return page + (1 << order);
 880         }
 881
 882         return page + pageblock_nr_pages;
 883 }
 884
 885 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
 886 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 887 {
 888         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
 889         struct page *end_page = page + nr_pages;
 890
 891         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
 892         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
 893                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
 894                         return 0;
 895                 cond_resched();
 896         }
 897
 898         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
 899         return 1;
 900 }
 901
 902 /*
 903  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
 904  */
 905 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 906 {
 907         unsigned long pfn;
 908         struct zone *zone = NULL;
 909         struct page *page;
 910         int i;
 911         for (pfn = start_pfn;
 912              pfn < end_pfn;
 913              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
 914                 i = 0;
 915                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
 916                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
 917                         i++;
 918                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
 919                         continue;
 920                 page = pfn_to_page(pfn + i);
 921                 if (zone && page_zone(page) != zone)
 922                         return 0;
 923                 zone = page_zone(page);
 924         }
 925         return 1;
 926 }
 927
 928 /*
 929  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
 930  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
 931  */
 932 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
 933 {
 934         unsigned long pfn;
 935         struct page *page;
 936         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 937                 if (pfn_valid(pfn)) {
 938                         page = pfn_to_page(pfn);
 939                         if (PageLRU(page))
 940                                 return pfn;
 941                 }
 942         }
 943         return 0;
 944 }
 945
 946 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
 947 static int
 948 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 949 {
 950         unsigned long pfn;
 951         struct page *page;
 952         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
 953         int not_managed = 0;
 954         int ret = 0;
 955         LIST_HEAD(source);
 956
 957         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
 958                 if (!pfn_valid(pfn))
 959                         continue;
 960                 page = pfn_to_page(pfn);
 961                 if (!get_page_unless_zero(page))
 962                         continue;
 963                 /*
 964                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
 965                  * LRU.
 966                  */
 967                 ret = isolate_lru_page(page);
 968                 if (!ret) { /* Success */
 969                         put_page(page);
 970                         list_add_tail(&page->lru, &source);
 971                         move_pages--;
 972                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 973                                             page_is_file_cache(page));
 974
 975                 } else {
 976 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 977                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
 978                                pfn);
 979                         dump_page(page);
 980 #endif
 981                         put_page(page);
 982                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
 983                            check this again here. */
 984                         if (page_count(page)) {
 985                                 not_managed++;
 986                                 ret = -EBUSY;
 987                                 break;
 988                         }
 989                 }
 990         }
 991         if (!list_empty(&source)) {
 992                 if (not_managed) {
 993                         putback_lru_pages(&source);
 994                         goto out;
 995                 }
 996
 997                 /*
 998                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
 999                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1000                  */
1001                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1002                                                         true, MIGRATE_SYNC);
1003                 if (ret)
1004                         putback_lru_pages(&source);
1005         }
1006 out:
1007         return ret;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1012  */
1013 static int
1014 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1015                         void *data)
1016 {
1017         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1018         return 0;
1019 }
1020
1021 static void
1022 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1023 {
1024         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1025                                 offline_isolated_pages_cb);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1030  */
1031 static int
1032 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1033                         void *data)
1034 {
1035         int ret;
1036         long offlined = *(long *)data;
1037         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1038         offlined = nr_pages;
1039         if (!ret)
1040                 *(long *)data += offlined;
1041         return ret;
1042 }
1043
1044 static long
1045 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1046 {
1047         long offlined = 0;
1048         int ret;
1049
1050         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1051                         check_pages_isolated_cb);
1052         if (ret < 0)
1053                 offlined = (long)ret;
1054         return offlined;
1055 }
1056
1057 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1058 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1059                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1060 {
1061         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1062         unsigned long present_pages = 0;
1063         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1064
1065         /*
1066          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1067          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
1068          *
1069          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1070          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1071          */
1072         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1073                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1074
1075         /*
1076          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1077          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1078          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1079          * become empty after offline , thus we can determind we will
1080          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1081          */
1082         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1083                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1084         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1085                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1086         else
1087                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1088
1089         /*
1090          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1091          */
1092         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1093
1094         /*
1095          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1096          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1097          * we can determind we will need to clear the node from
1098          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1099          */
1100         for (; zt <= zone_last; zt++)
1101                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1102         if (nr_pages >= present_pages)
1103                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1104         else
1105                 arg->status_change_nid = -1;
1106 }
1107
1108 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1109 {
1110         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1111                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1112
1113         if ((N_HIGH_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1114             (arg->status_change_nid >= 0))
1115                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1116 }
1117
1118 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1119                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1120 {
1121         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1122         long offlined_pages;
1123         int ret, drain, retry_max, node;
1124         struct zone *zone;
1125         struct memory_notify arg;
1126
1127         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1128         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1129         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1130                 return -EINVAL;
1131         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1132                 return -EINVAL;
1133         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1134            we assume this for now. .*/
1135         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1136                 return -EINVAL;
1137
1138         lock_memory_hotplug();
1139
1140         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1141         node = zone_to_nid(zone);
1142         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1143
1144         /* set above range as isolated */
1145         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1146                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1147         if (ret)
1148                 goto out;
1149
1150         arg.start_pfn = start_pfn;
1151         arg.nr_pages = nr_pages;
1152         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1153
1154         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1155         ret = notifier_to_errno(ret);
1156         if (ret)
1157                 goto failed_removal;
1158
1159         pfn = start_pfn;
1160         expire = jiffies + timeout;
1161         drain = 0;
1162         retry_max = 5;
1163 repeat:
1164         /* start memory hot removal */
1165         ret = -EAGAIN;
1166         if (time_after(jiffies, expire))
1167                 goto failed_removal;
1168         ret = -EINTR;
1169         if (signal_pending(current))
1170                 goto failed_removal;
1171         ret = 0;
1172         if (drain) {
1173                 lru_add_drain_all();
1174                 cond_resched();
1175                 drain_all_pages();
1176         }
1177
1178         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1179         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1180                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1181                 if (!ret) {
1182                         drain = 1;
1183                         goto repeat;
1184                 } else {
1185                         if (ret < 0)
1186                                 if (--retry_max == 0)
1187                                         goto failed_removal;
1188                         yield();
1189                         drain = 1;
1190                         goto repeat;
1191                 }
1192         }
1193         /* drain all zone's lru pagevec, this is asyncronous... */
1194         lru_add_drain_all();
1195         yield();
1196         /* drain pcp pages , this is synchrouns. */
1197         drain_all_pages();
1198         /* check again */
1199         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1200         if (offlined_pages < 0) {
1201                 ret = -EBUSY;
1202                 goto failed_removal;
1203         }
1204         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1205         /* Ok, all of our target is islaoted.
1206            We cannot do rollback at this point. */
1207         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1208         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1209         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1210         /* removal success */
1211         zone->present_pages -= offlined_pages;
1212         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1213         totalram_pages -= offlined_pages;
1214
1215         init_per_zone_wmark_min();
1216
1217         if (!populated_zone(zone)) {
1218                 zone_pcp_reset(zone);
1219                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1220                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1221                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1222         } else
1223                 zone_pcp_update(zone);
1224
1225         node_states_clear_node(node, &arg);
1226         if (arg.status_change_nid >= 0)
1227                 kswapd_stop(node);
1228
1229         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1230         writeback_set_ratelimit();
1231
1232         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1233         unlock_memory_hotplug();
1234         return 0;
1235
1236 failed_removal:
1237         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1238                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1239                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1240         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1241         /* pushback to free area */
1242         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1243
1244 out:
1245         unlock_memory_hotplug();
1246         return ret;
1247 }
1248
1249 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1250 {
1251         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1252 }
1253
1254 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1255 {
1256         struct memory_block *mem = NULL;
1257         struct mem_section *section;
1258         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1259         unsigned long pfn, section_nr;
1260         int ret;
1261
1262         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1263         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1264
1265         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1266                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1267                 if (!present_section_nr(section_nr))
1268                         continue;
1269
1270                 section = __nr_to_section(section_nr);
1271                 /* same memblock? */
1272                 if (mem)
1273                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1274                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1275                                 continue;
1276
1277                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1278                 if (!mem)
1279                         continue;
1280
1281                 ret = offline_memory_block(mem);
1282                 if (ret) {
1283                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1284                         return ret;
1285                 }
1286         }
1287
1288         if (mem)
1289                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1290
1291         return 0;
1292 }
1293 #else
1294 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1295 {
1296         return -EINVAL;
1297 }
1298 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1299 {
1300         return -EINVAL;
1301 }
1302 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1303 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);