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