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