mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/swap.h>
  10 #include <linux/interrupt.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memory_hotplug.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/ioport.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/migrate.h>
  27 #include <linux/page-isolation.h>
  28 #include <linux/pfn.h>
  29 #include <linux/suspend.h>
  30 #include <linux/mm_inline.h>
  31 #include <linux/firmware-map.h>
  32 #include <linux/stop_machine.h>
  33
  34 #include <asm/tlbflush.h>
  35
  36 #include "internal.h"
  37
  38 /*
  39  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  40  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  41  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  42  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  43  */
  44
  45 static void generic_online_page(struct page *page);
  46
  47 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  48
  49 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  50
  51 void lock_memory_hotplug(void)
  52 {
  53         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  54
  55         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  56         lock_system_sleep();
  57 }
  58
  59 void unlock_memory_hotplug(void)
  60 {
  61         unlock_system_sleep();
  62         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  63 }
  64
  65
  66 /* add this memory to iomem resource */
  67 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  68 {
  69         struct resource *res;
  70         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  71         BUG_ON(!res);
  72
  73         res->name = "System RAM";
  74         res->start = start;
  75         res->end = start + size - 1;
  76         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  77         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  78                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  79                 kfree(res);
  80                 res = NULL;
  81         }
  82         return res;
  83 }
  84
  85 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  86 {
  87         if (!res)
  88                 return;
  89         release_resource(res);
  90         kfree(res);
  91         return;
  92 }
  93
  94 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  95 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  96                       unsigned long type)
  97 {
  98         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  99         SetPagePrivate(page);
 100         set_page_private(page, info);
 101         atomic_inc(&page->_count);
 102 }
 103
 104 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
 105  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
 106 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
 107 {
 108         unsigned long type;
 109         static DEFINE_MUTEX(ppb_lock);
 110
 111         type = (unsigned long) page->lru.next;
 112         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 113                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 114
 115         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 116                 ClearPagePrivate(page);
 117                 set_page_private(page, 0);
 118                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 119
 120                 /*
 121                  * Please refer to comment for __free_pages_bootmem()
 122                  * for why we serialize here.
 123                  */
 124                 mutex_lock(&ppb_lock);
 125                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 126                 mutex_unlock(&ppb_lock);
 127                 totalram_pages++;
 128         }
 129
 130 }
 131
 132 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 133 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 134 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 135 {
 136         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 137         struct mem_section *ms;
 138         struct page *page, *memmap;
 139
 140         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 141         ms = __nr_to_section(section_nr);
 142
 143         /* Get section's memmap address */
 144         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 145
 146         /*
 147          * Get page for the memmap's phys address
 148          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 149          */
 150         page = virt_to_page(memmap);
 151         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 152         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 153
 154         /* remember memmap's page */
 155         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 156                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 157
 158         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 159         page = virt_to_page(usemap);
 160
 161         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 162
 163         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 164                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 165
 166 }
 167 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 168 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 169 {
 170         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 171         struct mem_section *ms;
 172         struct page *page, *memmap;
 173
 174         if (!pfn_valid(start_pfn))
 175                 return;
 176
 177         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 178         ms = __nr_to_section(section_nr);
 179
 180         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 181
 182         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 183
 184         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 185         page = virt_to_page(usemap);
 186
 187         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 188
 189         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 190                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 191 }
 192 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 193
 194 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 195 {
 196         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 197         int node = pgdat->node_id;
 198         struct page *page;
 199         struct zone *zone;
 200
 201         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 202         page = virt_to_page(pgdat);
 203
 204         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 205                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 206
 207         zone = &pgdat->node_zones[0];
 208         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 209                 if (zone->wait_table) {
 210                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 211                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 212                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 213                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 214
 215                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 216                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 217                 }
 218         }
 219
 220         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 221         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 222
 223         /* register_section info */
 224         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 225                 /*
 226                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 227                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 228                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 229                  * reside in some other node.
 230                  */
 231                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 232                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 233         }
 234 }
 235 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 236
 237 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 238                            unsigned long end_pfn)
 239 {
 240         unsigned long old_zone_end_pfn;
 241
 242         zone_span_writelock(zone);
 243
 244         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 245         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 246                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 247
 248         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 249                                 zone->zone_start_pfn;
 250
 251         zone_span_writeunlock(zone);
 252 }
 253
 254 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 255                 unsigned long end_pfn)
 256 {
 257         zone_span_writelock(zone);
 258
 259         if (end_pfn - start_pfn) {
 260                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 261                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 262         } else {
 263                 /*
 264                  * make it consist as free_area_init_core(),
 265                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 266                  */
 267                 zone->zone_start_pfn = 0;
 268                 zone->spanned_pages = 0;
 269         }
 270
 271         zone_span_writeunlock(zone);
 272 }
 273
 274 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 275                 unsigned long end_pfn)
 276 {
 277         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 278         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 279         unsigned long pfn;
 280
 281         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 282                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 283 }
 284
 285 /* Can fail with -ENOMEM from allocating a wait table with vmalloc() or
 286  * alloc_bootmem_node_nopanic() */
 287 static int __ref ensure_zone_is_initialized(struct zone *zone,
 288                         unsigned long start_pfn, unsigned long num_pages)
 289 {
 290         if (!zone_is_initialized(zone))
 291                 return init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, num_pages,
 292                                                  MEMMAP_HOTPLUG);
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 297                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 298 {
 299         int ret;
 300         unsigned long flags;
 301         unsigned long z1_start_pfn;
 302
 303         ret = ensure_zone_is_initialized(z1, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 304         if (ret)
 305                 return ret;
 306
 307         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 308
 309         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 310         if (end_pfn > zone_end_pfn(z2))
 311                 goto out_fail;
 312         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
 313         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 314                 goto out_fail;
 315         /* must included/overlap */
 316         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 317                 goto out_fail;
 318
 319         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 320         if (z1->spanned_pages)
 321                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 322         else
 323                 z1_start_pfn = start_pfn;
 324
 325         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 326         resize_zone(z2, end_pfn, zone_end_pfn(z2));
 327
 328         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 329
 330         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 331
 332         return 0;
 333 out_fail:
 334         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 335         return -1;
 336 }
 337
 338 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 339                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 340 {
 341         int ret;
 342         unsigned long flags;
 343         unsigned long z2_end_pfn;
 344
 345         ret = ensure_zone_is_initialized(z2, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 346         if (ret)
 347                 return ret;
 348
 349         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 350
 351         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 352         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 353                 goto out_fail;
 354         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 355         if (zone_end_pfn(z1) >  end_pfn)
 356                 goto out_fail;
 357         /* must included/overlap */
 358         if (start_pfn >= zone_end_pfn(z1))
 359                 goto out_fail;
 360
 361         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 362         if (z2->spanned_pages)
 363                 z2_end_pfn = zone_end_pfn(z2);
 364         else
 365                 z2_end_pfn = end_pfn;
 366
 367         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 368         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 369
 370         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 371
 372         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 373
 374         return 0;
 375 out_fail:
 376         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 377         return -1;
 378 }
 379
 380 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 381                             unsigned long end_pfn)
 382 {
 383         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 384                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 385
 386         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 387                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 388
 389         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 390                                         pgdat->node_start_pfn;
 391 }
 392
 393 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 394 {
 395         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 396         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 397         int nid = pgdat->node_id;
 398         int zone_type;
 399         unsigned long flags;
 400         int ret;
 401
 402         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 403         ret = ensure_zone_is_initialized(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 404         if (ret)
 405                 return ret;
 406
 407         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 408         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 409         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 410                         phys_start_pfn + nr_pages);
 411         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 412         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 413                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 418                                         unsigned long phys_start_pfn)
 419 {
 420         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 421         int ret;
 422
 423         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 424                 return -EEXIST;
 425
 426         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 427
 428         if (ret < 0)
 429                 return ret;
 430
 431         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 432
 433         if (ret < 0)
 434                 return ret;
 435
 436         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 441  * expected that archs that support memory hotplug will
 442  * call this function after deciding the zone to which to
 443  * add the new pages.
 444  */
 445 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 446                         unsigned long nr_pages)
 447 {
 448         unsigned long i;
 449         int err = 0;
 450         int start_sec, end_sec;
 451         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 452         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 453         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 454
 455         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 456                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 457
 458                 /*
 459                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 460                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 461                  * Warning will be printed if there is collision.
 462                  */
 463                 if (err && (err != -EEXIST))
 464                         break;
 465                 err = 0;
 466         }
 467
 468         return err;
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 471
 472 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 473 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 474 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 475                                      unsigned long start_pfn,
 476                                      unsigned long end_pfn)
 477 {
 478         struct mem_section *ms;
 479
 480         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 481                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 482
 483                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 484                         continue;
 485
 486                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 487                         continue;
 488
 489                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 490                         continue;
 491
 492                 return start_pfn;
 493         }
 494
 495         return 0;
 496 }
 497
 498 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 499 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 500                                     unsigned long start_pfn,
 501                                     unsigned long end_pfn)
 502 {
 503         struct mem_section *ms;
 504         unsigned long pfn;
 505
 506         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 507         pfn = end_pfn - 1;
 508         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 509                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 510
 511                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 512                         continue;
 513
 514                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 515                         continue;
 516
 517                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 518                         continue;
 519
 520                 return pfn;
 521         }
 522
 523         return 0;
 524 }
 525
 526 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 527                              unsigned long end_pfn)
 528 {
 529         unsigned long zone_start_pfn =  zone->zone_start_pfn;
 530         unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 531         unsigned long pfn;
 532         struct mem_section *ms;
 533         int nid = zone_to_nid(zone);
 534
 535         zone_span_writelock(zone);
 536         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 537                 /*
 538                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 539                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 540                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 541                  * for shrinking zone.
 542                  */
 543                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 544                                                 zone_end_pfn);
 545                 if (pfn) {
 546                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 547                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 548                 }
 549         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 550                 /*
 551                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 552                  * shrink zone->spanned_pages.
 553                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 554                  * shrinking zone.
 555                  */
 556                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 557                                                start_pfn);
 558                 if (pfn)
 559                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 560         }
 561
 562         /*
 563          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 564          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 565          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 566          * it check the zone has only hole or not.
 567          */
 568         pfn = zone_start_pfn;
 569         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 570                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 571
 572                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 573                         continue;
 574
 575                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 576                         continue;
 577
 578                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 579                 if (start_pfn == pfn)
 580                         continue;
 581
 582                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 583                 zone_span_writeunlock(zone);
 584                 return;
 585         }
 586
 587         /* The zone has no valid section */
 588         zone->zone_start_pfn = 0;
 589         zone->spanned_pages = 0;
 590         zone_span_writeunlock(zone);
 591 }
 592
 593 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 594                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 595 {
 596         unsigned long pgdat_start_pfn =  pgdat->node_start_pfn;
 597         unsigned long pgdat_end_pfn =
 598                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 599         unsigned long pfn;
 600         struct mem_section *ms;
 601         int nid = pgdat->node_id;
 602
 603         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 604                 /*
 605                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 606                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 607                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 608                  * for shrinking zone.
 609                  */
 610                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 611                                                 pgdat_end_pfn);
 612                 if (pfn) {
 613                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 614                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 615                 }
 616         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 617                 /*
 618                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 619                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 620                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 621                  * shrinking zone.
 622                  */
 623                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 624                                                start_pfn);
 625                 if (pfn)
 626                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 627         }
 628
 629         /*
 630          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 631          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 632          * change the pgdat.
 633          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 634          * has only hole or not.
 635          */
 636         pfn = pgdat_start_pfn;
 637         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 638                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 639
 640                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 641                         continue;
 642
 643                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 644                         continue;
 645
 646                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 647                 if (start_pfn == pfn)
 648                         continue;
 649
 650                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 651                 return;
 652         }
 653
 654         /* The pgdat has no valid section */
 655         pgdat->node_start_pfn = 0;
 656         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 657 }
 658
 659 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 660 {
 661         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 662         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 663         int zone_type;
 664         unsigned long flags;
 665
 666         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 667
 668         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 669         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 670         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 671         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 672 }
 673
 674 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 675 {
 676         unsigned long start_pfn;
 677         int scn_nr;
 678         int ret = -EINVAL;
 679
 680         if (!valid_section(ms))
 681                 return ret;
 682
 683         ret = unregister_memory_section(ms);
 684         if (ret)
 685                 return ret;
 686
 687         scn_nr = __section_nr(ms);
 688         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 689         __remove_zone(zone, start_pfn);
 690
 691         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 /**
 696  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 697  * @zone: zone from which pages need to be removed
 698  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 699  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 700  *
 701  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 702  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 703  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 704  * calling offline_pages().
 705  */
 706 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 707                  unsigned long nr_pages)
 708 {
 709         unsigned long i;
 710         int sections_to_remove;
 711         resource_size_t start, size;
 712         int ret = 0;
 713
 714         /*
 715          * We can only remove entire sections
 716          */
 717         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 718         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 719
 720         start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 721         size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 722         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
 723         if (ret)
 724                 pr_warn("Unable to release resource <%016llx-%016llx> (%d)\n",
 725                                 start, start + size - 1, ret);
 726
 727         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 728         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 729                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 730                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 731                 if (ret)
 732                         break;
 733         }
 734         return ret;
 735 }
 736 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 737 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 738
 739 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 740 {
 741         int rc = -EINVAL;
 742
 743         lock_memory_hotplug();
 744
 745         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 746                 online_page_callback = callback;
 747                 rc = 0;
 748         }
 749
 750         unlock_memory_hotplug();
 751
 752         return rc;
 753 }
 754 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 755
 756 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 757 {
 758         int rc = -EINVAL;
 759
 760         lock_memory_hotplug();
 761
 762         if (online_page_callback == callback) {
 763                 online_page_callback = generic_online_page;
 764                 rc = 0;
 765         }
 766
 767         unlock_memory_hotplug();
 768
 769         return rc;
 770 }
 771 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 772
 773 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 774 {
 775         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 776
 777         if (pfn >= num_physpages)
 778                 num_physpages = pfn + 1;
 779 }
 780 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 781
 782 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 783 {
 784         totalram_pages++;
 785
 786 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 787         if (PageHighMem(page))
 788                 totalhigh_pages++;
 789 #endif
 790 }
 791 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 792
 793 void __online_page_free(struct page *page)
 794 {
 795         ClearPageReserved(page);
 796         init_page_count(page);
 797         __free_page(page);
 798 }
 799 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 800
 801 static void generic_online_page(struct page *page)
 802 {
 803         __online_page_set_limits(page);
 804         __online_page_increment_counters(page);
 805         __online_page_free(page);
 806 }
 807
 808 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 809                         void *arg)
 810 {
 811         unsigned long i;
 812         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 813         struct page *page;
 814         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 815                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 816                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 817                         (*online_page_callback)(page);
 818                         onlined_pages++;
 819                 }
 820         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 821         return 0;
 822 }
 823
 824 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 825 /*
 826  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 827  * normal memory.
 828  */
 829 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 830 {
 831         return true;
 832 }
 833 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 834 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 835 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 836 {
 837         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 838 }
 839 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 840
 841 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 842 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 843         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 844 {
 845         int nid = zone_to_nid(zone);
 846         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 847
 848         /*
 849          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 850          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 851          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 852          *
 853          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 854          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 855          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 856          */
 857         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 858                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 859
 860         /*
 861          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 862          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 863          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 864          * the memory is online.
 865          */
 866         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 867                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 868         else
 869                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 870
 871 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 872         /*
 873          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 874          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 875          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 876          *
 877          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 878          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 879          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 880          */
 881         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 882         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 883                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 884
 885         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 886                 arg->status_change_nid_high = nid;
 887         else
 888                 arg->status_change_nid_high = -1;
 889 #else
 890         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 891 #endif
 892
 893         /*
 894          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 895          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 896          * is online.
 897          */
 898         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 899                 arg->status_change_nid = nid;
 900         else
 901                 arg->status_change_nid = -1;
 902 }
 903
 904 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 905 {
 906         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 907                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 908
 909         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 910                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 911
 912         node_set_state(node, N_MEMORY);
 913 }
 914
 915
 916 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 917 {
 918         unsigned long onlined_pages = 0;
 919         struct zone *zone;
 920         int need_zonelists_rebuild = 0;
 921         int nid;
 922         int ret;
 923         struct memory_notify arg;
 924
 925         lock_memory_hotplug();
 926         /*
 927          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 928          * The section can't be removed here because of the
 929          * memory_block->state_mutex.
 930          */
 931         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 932
 933         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 934             !can_online_high_movable(zone)) {
 935                 unlock_memory_hotplug();
 936                 return -1;
 937         }
 938
 939         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 940                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 941                         unlock_memory_hotplug();
 942                         return -1;
 943                 }
 944         }
 945         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 946                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 947                         unlock_memory_hotplug();
 948                         return -1;
 949                 }
 950         }
 951
 952         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 953         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 954
 955         arg.start_pfn = pfn;
 956         arg.nr_pages = nr_pages;
 957         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 958
 959         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 960
 961         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 962         ret = notifier_to_errno(ret);
 963         if (ret) {
 964                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 965                 unlock_memory_hotplug();
 966                 return ret;
 967         }
 968         /*
 969          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 970          * This means the page allocator ignores this zone.
 971          * So, zonelist must be updated after online.
 972          */
 973         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 974         if (!populated_zone(zone)) {
 975                 need_zonelists_rebuild = 1;
 976                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 977         }
 978
 979         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 980                 online_pages_range);
 981         if (ret) {
 982                 if (need_zonelists_rebuild)
 983                         zone_pcp_reset(zone);
 984                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 985                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 986                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 987                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 988                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 989                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 990                 unlock_memory_hotplug();
 991                 return ret;
 992         }
 993
 994         zone->managed_pages += onlined_pages;
 995         zone->present_pages += onlined_pages;
 996         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 997         if (onlined_pages) {
 998                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 999                 if (need_zonelists_rebuild)
1000                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
1001                 else
1002                         zone_pcp_update(zone);
1003         }
1004
1005         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1006
1007         init_per_zone_wmark_min();
1008
1009         if (onlined_pages)
1010                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
1011
1012         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1013
1014         writeback_set_ratelimit();
1015
1016         if (onlined_pages)
1017                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1018         unlock_memory_hotplug();
1019
1020         return 0;
1021 }
1022 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1023
1024 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1025 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1026 {
1027         struct pglist_data *pgdat;
1028         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1029         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1030         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1031
1032         pgdat = NODE_DATA(nid);
1033         if (!pgdat) {
1034                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1035                 if (!pgdat)
1036                         return NULL;
1037
1038                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1039         }
1040
1041         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1042
1043         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1044         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1045
1046         /*
1047          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1048          * to access not-initialized zonelist, build here.
1049          */
1050         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1051         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1052         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1053
1054         return pgdat;
1055 }
1056
1057 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1058 {
1059         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1060         arch_free_nodedata(pgdat);
1061         return;
1062 }
1063
1064
1065 /*
1066  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1067  */
1068 int mem_online_node(int nid)
1069 {
1070         pg_data_t       *pgdat;
1071         int     ret;
1072
1073         lock_memory_hotplug();
1074         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1075         if (!pgdat) {
1076                 ret = -ENOMEM;
1077                 goto out;
1078         }
1079         node_set_online(nid);
1080         ret = register_one_node(nid);
1081         BUG_ON(ret);
1082
1083 out:
1084         unlock_memory_hotplug();
1085         return ret;
1086 }
1087
1088 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1089 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1090 {
1091         pg_data_t *pgdat = NULL;
1092         bool new_pgdat;
1093         bool new_node;
1094         struct resource *res;
1095         int ret;
1096
1097         lock_memory_hotplug();
1098
1099         res = register_memory_resource(start, size);
1100         ret = -EEXIST;
1101         if (!res)
1102                 goto out;
1103
1104         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1105                 void *p = NODE_DATA(nid);
1106                 new_pgdat = !p;
1107         }
1108         new_node = !node_online(nid);
1109         if (new_node) {
1110                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1111                 ret = -ENOMEM;
1112                 if (!pgdat)
1113                         goto error;
1114         }
1115
1116         /* call arch's memory hotadd */
1117         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1118
1119         if (ret < 0)
1120                 goto error;
1121
1122         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1123         node_set_online(nid);
1124
1125         if (new_node) {
1126                 ret = register_one_node(nid);
1127                 /*
1128                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1129                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1130                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1131                  */
1132                 BUG_ON(ret);
1133         }
1134
1135         /* create new memmap entry */
1136         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1137
1138         goto out;
1139
1140 error:
1141         /* rollback pgdat allocation and others */
1142         if (new_pgdat)
1143                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1144         release_memory_resource(res);
1145
1146 out:
1147         unlock_memory_hotplug();
1148         return ret;
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1151
1152 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1153 /*
1154  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1155  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1156  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1157  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1158  * be located at the start of the pageblock
1159  */
1160 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1161 {
1162         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1163 }
1164
1165 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1166 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1167 {
1168         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1169         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1170
1171         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1172         if (pageblock_free(page)) {
1173                 int order;
1174                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1175                 order = page_order(page);
1176                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1177                         return page + (1 << order);
1178         }
1179
1180         return page + pageblock_nr_pages;
1181 }
1182
1183 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1184 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1185 {
1186         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1187         struct page *end_page = page + nr_pages;
1188
1189         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1190         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1191                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1192                         return 0;
1193                 cond_resched();
1194         }
1195
1196         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1197         return 1;
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1202  */
1203 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1204 {
1205         unsigned long pfn;
1206         struct zone *zone = NULL;
1207         struct page *page;
1208         int i;
1209         for (pfn = start_pfn;
1210              pfn < end_pfn;
1211              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1212                 i = 0;
1213                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1214                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1215                         i++;
1216                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1217                         continue;
1218                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1219                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1220                         return 0;
1221                 zone = page_zone(page);
1222         }
1223         return 1;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
1228  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
1229  */
1230 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1231 {
1232         unsigned long pfn;
1233         struct page *page;
1234         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1235                 if (pfn_valid(pfn)) {
1236                         page = pfn_to_page(pfn);
1237                         if (PageLRU(page))
1238                                 return pfn;
1239                 }
1240         }
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1245 static int
1246 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1247 {
1248         unsigned long pfn;
1249         struct page *page;
1250         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1251         int not_managed = 0;
1252         int ret = 0;
1253         LIST_HEAD(source);
1254
1255         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1256                 if (!pfn_valid(pfn))
1257                         continue;
1258                 page = pfn_to_page(pfn);
1259                 if (!get_page_unless_zero(page))
1260                         continue;
1261                 /*
1262                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1263                  * LRU.
1264                  */
1265                 ret = isolate_lru_page(page);
1266                 if (!ret) { /* Success */
1267                         put_page(page);
1268                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1269                         move_pages--;
1270                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1271                                             page_is_file_cache(page));
1272
1273                 } else {
1274 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1275                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1276                                pfn);
1277                         dump_page(page);
1278 #endif
1279                         put_page(page);
1280                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1281                            check this again here. */
1282                         if (page_count(page)) {
1283                                 not_managed++;
1284                                 ret = -EBUSY;
1285                                 break;
1286                         }
1287                 }
1288         }
1289         if (!list_empty(&source)) {
1290                 if (not_managed) {
1291                         putback_lru_pages(&source);
1292                         goto out;
1293                 }
1294
1295                 /*
1296                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1297                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1298                  */
1299                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1300                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1301                 if (ret)
1302                         putback_lru_pages(&source);
1303         }
1304 out:
1305         return ret;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1310  */
1311 static int
1312 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1313                         void *data)
1314 {
1315         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static void
1320 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1321 {
1322         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1323                                 offline_isolated_pages_cb);
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1328  */
1329 static int
1330 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1331                         void *data)
1332 {
1333         int ret;
1334         long offlined = *(long *)data;
1335         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1336         offlined = nr_pages;
1337         if (!ret)
1338                 *(long *)data += offlined;
1339         return ret;
1340 }
1341
1342 static long
1343 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1344 {
1345         long offlined = 0;
1346         int ret;
1347
1348         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1349                         check_pages_isolated_cb);
1350         if (ret < 0)
1351                 offlined = (long)ret;
1352         return offlined;
1353 }
1354
1355 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1356 /*
1357  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1358  * normal memory.
1359  */
1360 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1361 {
1362         return true;
1363 }
1364 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1365 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1366 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1367 {
1368         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1369         unsigned long present_pages = 0;
1370         enum zone_type zt;
1371
1372         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1373                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1374
1375         if (present_pages > nr_pages)
1376                 return true;
1377
1378         present_pages = 0;
1379         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1380                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1381
1382         /*
1383          * we can't offline the last normal memory until all
1384          * higher memory is offlined.
1385          */
1386         return present_pages == 0;
1387 }
1388 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1389
1390 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1391 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1392                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1393 {
1394         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1395         unsigned long present_pages = 0;
1396         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1397
1398         /*
1399          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1400          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1401          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1402          *
1403          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1404          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1405          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1406          */
1407         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1408                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1409
1410         /*
1411          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1412          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1413          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1414          * become empty after offline , thus we can determind we will
1415          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1416          */
1417         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1418                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1419         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1420                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1421         else
1422                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1423
1424 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1425         /*
1426          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1427          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1428          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1429          *
1430          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1431          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1432          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1433          */
1434         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1435         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1436                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1437
1438         for (; zt <= zone_last; zt++)
1439                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1440         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1441                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1442         else
1443                 arg->status_change_nid_high = -1;
1444 #else
1445         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1446 #endif
1447
1448         /*
1449          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1450          */
1451         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1452
1453         /*
1454          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1455          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1456          * we can determind we will need to clear the node from
1457          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1458          */
1459         for (; zt <= zone_last; zt++)
1460                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1461         if (nr_pages >= present_pages)
1462                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1463         else
1464                 arg->status_change_nid = -1;
1465 }
1466
1467 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1468 {
1469         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1470                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1471
1472         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1473             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1474                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1475
1476         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1477             (arg->status_change_nid >= 0))
1478                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1479 }
1480
1481 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1482                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1483 {
1484         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1485         long offlined_pages;
1486         int ret, drain, retry_max, node;
1487         struct zone *zone;
1488         struct memory_notify arg;
1489
1490         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1491         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1492         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1493                 return -EINVAL;
1494         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1495                 return -EINVAL;
1496         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1497            we assume this for now. .*/
1498         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1499                 return -EINVAL;
1500
1501         lock_memory_hotplug();
1502
1503         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1504         node = zone_to_nid(zone);
1505         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1506
1507         ret = -EINVAL;
1508         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1509                 goto out;
1510
1511         /* set above range as isolated */
1512         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1513                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1514         if (ret)
1515                 goto out;
1516
1517         arg.start_pfn = start_pfn;
1518         arg.nr_pages = nr_pages;
1519         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1520
1521         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1522         ret = notifier_to_errno(ret);
1523         if (ret)
1524                 goto failed_removal;
1525
1526         pfn = start_pfn;
1527         expire = jiffies + timeout;
1528         drain = 0;
1529         retry_max = 5;
1530 repeat:
1531         /* start memory hot removal */
1532         ret = -EAGAIN;
1533         if (time_after(jiffies, expire))
1534                 goto failed_removal;
1535         ret = -EINTR;
1536         if (signal_pending(current))
1537                 goto failed_removal;
1538         ret = 0;
1539         if (drain) {
1540                 lru_add_drain_all();
1541                 cond_resched();
1542                 drain_all_pages();
1543         }
1544
1545         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1546         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1547                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1548                 if (!ret) {
1549                         drain = 1;
1550                         goto repeat;
1551                 } else {
1552                         if (ret < 0)
1553                                 if (--retry_max == 0)
1554                                         goto failed_removal;
1555                         yield();
1556                         drain = 1;
1557                         goto repeat;
1558                 }
1559         }
1560         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1561         lru_add_drain_all();
1562         yield();
1563         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1564         drain_all_pages();
1565         /* check again */
1566         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1567         if (offlined_pages < 0) {
1568                 ret = -EBUSY;
1569                 goto failed_removal;
1570         }
1571         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1572         /* Ok, all of our target is isolated.
1573            We cannot do rollback at this point. */
1574         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1575         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1576         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1577         /* removal success */
1578         zone->managed_pages -= offlined_pages;
1579         zone->present_pages -= offlined_pages;
1580         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1581         totalram_pages -= offlined_pages;
1582
1583         init_per_zone_wmark_min();
1584
1585         if (!populated_zone(zone)) {
1586                 zone_pcp_reset(zone);
1587                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1588                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1589                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1590         } else
1591                 zone_pcp_update(zone);
1592
1593         node_states_clear_node(node, &arg);
1594         if (arg.status_change_nid >= 0)
1595                 kswapd_stop(node);
1596
1597         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1598         writeback_set_ratelimit();
1599
1600         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1601         unlock_memory_hotplug();
1602         return 0;
1603
1604 failed_removal:
1605         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1606                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1607                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1608         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1609         /* pushback to free area */
1610         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1611
1612 out:
1613         unlock_memory_hotplug();
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1618 {
1619         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1620 }
1621
1622 /**
1623  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1624  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1625  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1626  * @arg: argument passed to func
1627  * @func: callback for each memory section walked
1628  *
1629  * This function walks through all present mem sections in range
1630  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1631  *
1632  * Returns the return value of func.
1633  */
1634 static int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1635                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1636 {
1637         struct memory_block *mem = NULL;
1638         struct mem_section *section;
1639         unsigned long pfn, section_nr;
1640         int ret;
1641
1642         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1643                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1644                 if (!present_section_nr(section_nr))
1645                         continue;
1646
1647                 section = __nr_to_section(section_nr);
1648                 /* same memblock? */
1649                 if (mem)
1650                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1651                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1652                                 continue;
1653
1654                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1655                 if (!mem)
1656                         continue;
1657
1658                 ret = func(mem, arg);
1659                 if (ret) {
1660                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1661                         return ret;
1662                 }
1663         }
1664
1665         if (mem)
1666                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1667
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 /**
1672  * offline_memory_block_cb - callback function for offlining memory block
1673  * @mem: the memory block to be offlined
1674  * @arg: buffer to hold error msg
1675  *
1676  * Always return 0, and put the error msg in arg if any.
1677  */
1678 static int offline_memory_block_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1679 {
1680         int *ret = arg;
1681         int error = offline_memory_block(mem);
1682
1683         if (error != 0 && *ret == 0)
1684                 *ret = error;
1685
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static int is_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1690 {
1691         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1692
1693         if (unlikely(ret)) {
1694                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1695
1696                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1697                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1698                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1699                         "[%pa-%pa] is onlined\n",
1700                         &beginpa, &endpa);
1701         }
1702
1703         return ret;
1704 }
1705
1706 static int check_cpu_on_node(void *data)
1707 {
1708         struct pglist_data *pgdat = data;
1709         int cpu;
1710
1711         for_each_present_cpu(cpu) {
1712                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1713                         /*
1714                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1715                          * offline this node.
1716                          */
1717                         return -EBUSY;
1718         }
1719
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 static void unmap_cpu_on_node(void *data)
1724 {
1725 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1726         struct pglist_data *pgdat = data;
1727         int cpu;
1728
1729         for_each_possible_cpu(cpu)
1730                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1731                         numa_clear_node(cpu);
1732 #endif
1733 }
1734
1735 static int check_and_unmap_cpu_on_node(void *data)
1736 {
1737         int ret = check_cpu_on_node(data);
1738
1739         if (ret)
1740                 return ret;
1741
1742         /*
1743          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1744          * the cpu_to_node() now.
1745          */
1746
1747         unmap_cpu_on_node(data);
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 /* offline the node if all memory sections of this node are removed */
1752 void try_offline_node(int nid)
1753 {
1754         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1755         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1756         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1757         unsigned long pfn;
1758         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1759         int i;
1760
1761         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1762                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1763
1764                 if (!present_section_nr(section_nr))
1765                         continue;
1766
1767                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1768                         continue;
1769
1770                 /*
1771                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1772                  * can't offline node now.
1773                  */
1774                 return;
1775         }
1776
1777         if (stop_machine(check_and_unmap_cpu_on_node, pgdat, NULL))
1778                 return;
1779
1780         /*
1781          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1782          * node now.
1783          */
1784         node_set_offline(nid);
1785         unregister_one_node(nid);
1786
1787         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1788                 /* node data is allocated from boot memory */
1789                 return;
1790
1791         /* free waittable in each zone */
1792         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1793                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1794
1795                 /*
1796                  * wait_table may be allocated from boot memory,
1797                  * here only free if it's allocated by vmalloc.
1798                  */
1799                 if (is_vmalloc_addr(zone->wait_table))
1800                         vfree(zone->wait_table);
1801         }
1802
1803         /*
1804          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1805          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1806          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1807          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1808          * the memory when the node is online again.
1809          */
1810         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1811 }
1812 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1813
1814 int __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1815 {
1816         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1817         int ret = 0;
1818         int retry = 1;
1819
1820         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1821         end_pfn = PFN_UP(start + size - 1);
1822
1823         /*
1824          * When CONFIG_MEMCG is on, one memory block may be used by other
1825          * blocks to store page cgroup when onlining pages. But we don't know
1826          * in what order pages are onlined. So we iterate twice to offline
1827          * memory:
1828          * 1st iterate: offline every non primary memory block.
1829          * 2nd iterate: offline primary (i.e. first added) memory block.
1830          */
1831 repeat:
1832         walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, &ret,
1833                           offline_memory_block_cb);
1834         if (ret) {
1835                 if (!retry)
1836                         return ret;
1837
1838                 retry = 0;
1839                 ret = 0;
1840                 goto repeat;
1841         }
1842
1843         lock_memory_hotplug();
1844
1845         /*
1846          * we have offlined all memory blocks like this:
1847          *   1. lock memory hotplug
1848          *   2. offline a memory block
1849          *   3. unlock memory hotplug
1850          *
1851          * repeat step1-3 to offline the memory block. All memory blocks
1852          * must be offlined before removing memory. But we don't hold the
1853          * lock in the whole operation. So we should check whether all
1854          * memory blocks are offlined.
1855          */
1856
1857         ret = walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, NULL,
1858                                 is_memblock_offlined_cb);
1859         if (ret) {
1860                 unlock_memory_hotplug();
1861                 return ret;
1862         }
1863
1864         /* remove memmap entry */
1865         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1866
1867         arch_remove_memory(start, size);
1868
1869         try_offline_node(nid);
1870
1871         unlock_memory_hotplug();
1872
1873         return 0;
1874 }
1875 #else
1876 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1877 {
1878         return -EINVAL;
1879 }
1880 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1881 {
1882         return -EINVAL;
1883 }
1884 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1885 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);