mm/memory_hotplug.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)
   5  */
   6
   7 #include <linux/stddef.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/swap.h>
  10 #include <linux/interrupt.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/pagevec.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/sysctl.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/memory_hotplug.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/ioport.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/migrate.h>
  27 #include <linux/page-isolation.h>
  28 #include <linux/pfn.h>
  29 #include <linux/suspend.h>
  30 #include <linux/mm_inline.h>
  31 #include <linux/firmware-map.h>
  32
  33 #include <asm/tlbflush.h>
  34
  35 #include "internal.h"
  36
  37 /*
  38  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  39  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  40  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  41  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  42  */
  43
  44 static void generic_online_page(struct page *page);
  45
  46 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  47
  48 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  49
  50 void lock_memory_hotplug(void)
  51 {
  52         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  53
  54         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  55         lock_system_sleep();
  56 }
  57
  58 void unlock_memory_hotplug(void)
  59 {
  60         unlock_system_sleep();
  61         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  62 }
  63
  64
  65 /* add this memory to iomem resource */
  66 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  67 {
  68         struct resource *res;
  69         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  70         BUG_ON(!res);
  71
  72         res->name = "System RAM";
  73         res->start = start;
  74         res->end = start + size - 1;
  75         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  76         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  77                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
  78                 kfree(res);
  79                 res = NULL;
  80         }
  81         return res;
  82 }
  83
  84 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  85 {
  86         if (!res)
  87                 return;
  88         release_resource(res);
  89         kfree(res);
  90         return;
  91 }
  92
  93 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  94 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
  95 static void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  96                              unsigned long type)
  97 {
  98         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  99         SetPagePrivate(page);
 100         set_page_private(page, info);
 101         atomic_inc(&page->_count);
 102 }
 103
 104 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
 105  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
 106 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
 107 {
 108         unsigned long type;
 109
 110         type = (unsigned long) page->lru.next;
 111         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 112                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 113
 114         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 115                 ClearPagePrivate(page);
 116                 set_page_private(page, 0);
 117                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 118                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 119         }
 120
 121 }
 122
 123 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 124 {
 125         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 126         struct mem_section *ms;
 127         struct page *page, *memmap;
 128
 129         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 130         ms = __nr_to_section(section_nr);
 131
 132         /* Get section's memmap address */
 133         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 134
 135         /*
 136          * Get page for the memmap's phys address
 137          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 138          */
 139         page = virt_to_page(memmap);
 140         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 141         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 142
 143         /* remember memmap's page */
 144         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 145                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 146
 147         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 148         page = virt_to_page(usemap);
 149
 150         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 151
 152         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 153                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 154
 155 }
 156
 157 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 158 {
 159         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 160         int node = pgdat->node_id;
 161         struct page *page;
 162         struct zone *zone;
 163
 164         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 165         page = virt_to_page(pgdat);
 166
 167         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 168                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 169
 170         zone = &pgdat->node_zones[0];
 171         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 172                 if (zone->wait_table) {
 173                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 174                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 175                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 176                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 177
 178                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 179                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 180                 }
 181         }
 182
 183         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 184         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 185
 186         /* register_section info */
 187         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 188                 /*
 189                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 190                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 191                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 192                  * reside in some other node.
 193                  */
 194                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 195                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 196         }
 197 }
 198 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 199
 200 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 201                            unsigned long end_pfn)
 202 {
 203         unsigned long old_zone_end_pfn;
 204
 205         zone_span_writelock(zone);
 206
 207         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 208         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 209                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 210
 211         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 212                                 zone->zone_start_pfn;
 213
 214         zone_span_writeunlock(zone);
 215 }
 216
 217 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 218                 unsigned long end_pfn)
 219 {
 220         zone_span_writelock(zone);
 221
 222         zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 223         zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 224
 225         zone_span_writeunlock(zone);
 226 }
 227
 228 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 229                 unsigned long end_pfn)
 230 {
 231         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 232         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 233         unsigned long pfn;
 234
 235         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 236                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 237 }
 238
 239 static int move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 240                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 241 {
 242         unsigned long flags;
 243
 244         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 245
 246         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 247         if (end_pfn > z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages)
 248                 goto out_fail;
 249         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
 250         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 251                 goto out_fail;
 252         /* must included/overlap */
 253         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 254                 goto out_fail;
 255
 256         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, end_pfn);
 257         resize_zone(z2, end_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
 258
 259         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 260
 261         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 262
 263         return 0;
 264 out_fail:
 265         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 266         return -1;
 267 }
 268
 269 static int move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 270                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 271 {
 272         unsigned long flags;
 273
 274         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 275
 276         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 277         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 278                 goto out_fail;
 279         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 280         if (z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages >  end_pfn)
 281                 goto out_fail;
 282         /* must included/overlap */
 283         if (start_pfn >= z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages)
 284                 goto out_fail;
 285
 286         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 287         resize_zone(z2, start_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
 288
 289         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 290
 291         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 292
 293         return 0;
 294 out_fail:
 295         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 296         return -1;
 297 }
 298
 299 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 300                             unsigned long end_pfn)
 301 {
 302         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 303                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 304
 305         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 306                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 307
 308         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 309                                         pgdat->node_start_pfn;
 310 }
 311
 312 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 313 {
 314         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 315         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 316         int nid = pgdat->node_id;
 317         int zone_type;
 318         unsigned long flags;
 319
 320         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 321         if (!zone->wait_table) {
 322                 int ret;
 323
 324                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
 325                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
 326                 if (ret)
 327                         return ret;
 328         }
 329         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 330         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 331         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 332                         phys_start_pfn + nr_pages);
 333         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 334         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 335                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 336         return 0;
 337 }
 338
 339 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 340                                         unsigned long phys_start_pfn)
 341 {
 342         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 343         int ret;
 344
 345         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 346                 return -EEXIST;
 347
 348         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 349
 350         if (ret < 0)
 351                 return ret;
 352
 353         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 354
 355         if (ret < 0)
 356                 return ret;
 357
 358         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 359 }
 360
 361 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 362 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 363 {
 364         /*
 365          * XXX: Freeing memmap with vmemmap is not implement yet.
 366          *      This should be removed later.
 367          */
 368         return -EBUSY;
 369 }
 370 #else
 371 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 372 {
 373         unsigned long flags;
 374         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 375         int ret = -EINVAL;
 376
 377         if (!valid_section(ms))
 378                 return ret;
 379
 380         ret = unregister_memory_section(ms);
 381         if (ret)
 382                 return ret;
 383
 384         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 385         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 386         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 387         return 0;
 388 }
 389 #endif
 390
 391 /*
 392  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 393  * expected that archs that support memory hotplug will
 394  * call this function after deciding the zone to which to
 395  * add the new pages.
 396  */
 397 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 398                         unsigned long nr_pages)
 399 {
 400         unsigned long i;
 401         int err = 0;
 402         int start_sec, end_sec;
 403         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 404         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 405         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 406
 407         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 408                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 409
 410                 /*
 411                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 412                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 413                  * Warning will be printed if there is collision.
 414                  */
 415                 if (err && (err != -EEXIST))
 416                         break;
 417                 err = 0;
 418         }
 419
 420         return err;
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 423
 424 /**
 425  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 426  * @zone: zone from which pages need to be removed
 427  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 428  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 429  *
 430  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 431  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 432  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 433  * calling offline_pages().
 434  */
 435 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 436                  unsigned long nr_pages)
 437 {
 438         unsigned long i, ret = 0;
 439         int sections_to_remove;
 440
 441         /*
 442          * We can only remove entire sections
 443          */
 444         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 445         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 446
 447         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
 448
 449         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 450         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 451                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 452                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 453                 if (ret)
 454                         break;
 455         }
 456         return ret;
 457 }
 458 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 459
 460 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 461 {
 462         int rc = -EINVAL;
 463
 464         lock_memory_hotplug();
 465
 466         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 467                 online_page_callback = callback;
 468                 rc = 0;
 469         }
 470
 471         unlock_memory_hotplug();
 472
 473         return rc;
 474 }
 475 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 476
 477 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 478 {
 479         int rc = -EINVAL;
 480
 481         lock_memory_hotplug();
 482
 483         if (online_page_callback == callback) {
 484                 online_page_callback = generic_online_page;
 485                 rc = 0;
 486         }
 487
 488         unlock_memory_hotplug();
 489
 490         return rc;
 491 }
 492 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 493
 494 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 495 {
 496         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 497
 498         if (pfn >= num_physpages)
 499                 num_physpages = pfn + 1;
 500 }
 501 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 502
 503 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 504 {
 505         totalram_pages++;
 506
 507 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 508         if (PageHighMem(page))
 509                 totalhigh_pages++;
 510 #endif
 511 }
 512 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 513
 514 void __online_page_free(struct page *page)
 515 {
 516         ClearPageReserved(page);
 517         init_page_count(page);
 518         __free_page(page);
 519 }
 520 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 521
 522 static void generic_online_page(struct page *page)
 523 {
 524         __online_page_set_limits(page);
 525         __online_page_increment_counters(page);
 526         __online_page_free(page);
 527 }
 528
 529 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 530                         void *arg)
 531 {
 532         unsigned long i;
 533         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 534         struct page *page;
 535         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 536                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 537                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 538                         (*online_page_callback)(page);
 539                         onlined_pages++;
 540                 }
 541         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 542         return 0;
 543 }
 544
 545 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 546 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 547         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 548 {
 549         int nid = zone_to_nid(zone);
 550         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 551
 552         /*
 553          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
 554          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
 555          *
 556          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
 557          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 558          */
 559         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 560                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 561
 562         /*
 563          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 564          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 565          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 566          * the memory is online.
 567          */
 568         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 569                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 570         else
 571                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 572
 573         /*
 574          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 575          * set the node to node_states[N_HIGH_MEMORY] after the memory
 576          * is online.
 577          */
 578         if (!node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 579                 arg->status_change_nid = nid;
 580         else
 581                 arg->status_change_nid = -1;
 582 }
 583
 584 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 585 {
 586         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 587                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 588
 589         node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 590 }
 591
 592
 593 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 594 {
 595         unsigned long onlined_pages = 0;
 596         struct zone *zone;
 597         int need_zonelists_rebuild = 0;
 598         int nid;
 599         int ret;
 600         struct memory_notify arg;
 601
 602         lock_memory_hotplug();
 603         /*
 604          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 605          * The section can't be removed here because of the
 606          * memory_block->state_mutex.
 607          */
 608         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 609
 610         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 611                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
 612                         unlock_memory_hotplug();
 613                         return -1;
 614                 }
 615         }
 616         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 617                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
 618                         unlock_memory_hotplug();
 619                         return -1;
 620                 }
 621         }
 622
 623         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 624         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 625
 626         arg.start_pfn = pfn;
 627         arg.nr_pages = nr_pages;
 628         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 629
 630         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 631
 632         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 633         ret = notifier_to_errno(ret);
 634         if (ret) {
 635                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 636                 unlock_memory_hotplug();
 637                 return ret;
 638         }
 639         /*
 640          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 641          * This means the page allocator ignores this zone.
 642          * So, zonelist must be updated after online.
 643          */
 644         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 645         if (!populated_zone(zone)) {
 646                 need_zonelists_rebuild = 1;
 647                 build_all_zonelists(NULL, zone);
 648         }
 649
 650         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 651                 online_pages_range);
 652         if (ret) {
 653                 if (need_zonelists_rebuild)
 654                         zone_pcp_reset(zone);
 655                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 656                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
 657                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
 658                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
 659                             << PAGE_SHIFT) - 1);
 660                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 661                 unlock_memory_hotplug();
 662                 return ret;
 663         }
 664
 665         zone->present_pages += onlined_pages;
 666         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 667         if (onlined_pages) {
 668                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
 669                 if (need_zonelists_rebuild)
 670                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
 671                 else
 672                         zone_pcp_update(zone);
 673         }
 674
 675         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 676
 677         init_per_zone_wmark_min();
 678
 679         if (onlined_pages)
 680                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
 681
 682         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 683
 684         writeback_set_ratelimit();
 685
 686         if (onlined_pages)
 687                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 688         unlock_memory_hotplug();
 689
 690         return 0;
 691 }
 692 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 693
 694 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 695 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 696 {
 697         struct pglist_data *pgdat;
 698         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 699         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 700         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 701
 702         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 703         if (!pgdat)
 704                 return NULL;
 705
 706         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 707
 708         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 709
 710         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 711         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
 712
 713         /*
 714          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 715          * to access not-initialized zonelist, build here.
 716          */
 717         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 718         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
 719         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 720
 721         return pgdat;
 722 }
 723
 724 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
 725 {
 726         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 727         arch_free_nodedata(pgdat);
 728         return;
 729 }
 730
 731
 732 /*
 733  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 734  */
 735 int mem_online_node(int nid)
 736 {
 737         pg_data_t       *pgdat;
 738         int     ret;
 739
 740         lock_memory_hotplug();
 741         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
 742         if (!pgdat) {
 743                 ret = -ENOMEM;
 744                 goto out;
 745         }
 746         node_set_online(nid);
 747         ret = register_one_node(nid);
 748         BUG_ON(ret);
 749
 750 out:
 751         unlock_memory_hotplug();
 752         return ret;
 753 }
 754
 755 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 756 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
 757 {
 758         pg_data_t *pgdat = NULL;
 759         int new_pgdat = 0;
 760         struct resource *res;
 761         int ret;
 762
 763         lock_memory_hotplug();
 764
 765         res = register_memory_resource(start, size);
 766         ret = -EEXIST;
 767         if (!res)
 768                 goto out;
 769
 770         if (!node_online(nid)) {
 771                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 772                 ret = -ENOMEM;
 773                 if (!pgdat)
 774                         goto error;
 775                 new_pgdat = 1;
 776         }
 777
 778         /* call arch's memory hotadd */
 779         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
 780
 781         if (ret < 0)
 782                 goto error;
 783
 784         /* we online node here. we can't roll back from here. */
 785         node_set_online(nid);
 786
 787         if (new_pgdat) {
 788                 ret = register_one_node(nid);
 789                 /*
 790                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
 791                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
 792                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
 793                  */
 794                 BUG_ON(ret);
 795         }
 796
 797         /* create new memmap entry */
 798         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
 799
 800         goto out;
 801
 802 error:
 803         /* rollback pgdat allocation and others */
 804         if (new_pgdat)
 805                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
 806         if (res)
 807                 release_memory_resource(res);
 808
 809 out:
 810         unlock_memory_hotplug();
 811         return ret;
 812 }
 813 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
 814
 815 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 816 /*
 817  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
 818  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
 819  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
 820  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
 821  * be located at the start of the pageblock
 822  */
 823 static inline int pageblock_free(struct page *page)
 824 {
 825         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
 826 }
 827
 828 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
 829 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
 830 {
 831         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
 832         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
 833
 834         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
 835         if (pageblock_free(page)) {
 836                 int order;
 837                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
 838                 order = page_order(page);
 839                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
 840                         return page + (1 << order);
 841         }
 842
 843         return page + pageblock_nr_pages;
 844 }
 845
 846 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
 847 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 848 {
 849         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
 850         struct page *end_page = page + nr_pages;
 851
 852         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
 853         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
 854                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
 855                         return 0;
 856                 cond_resched();
 857         }
 858
 859         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
 860         return 1;
 861 }
 862
 863 /*
 864  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
 865  */
 866 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 867 {
 868         unsigned long pfn;
 869         struct zone *zone = NULL;
 870         struct page *page;
 871         int i;
 872         for (pfn = start_pfn;
 873              pfn < end_pfn;
 874              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
 875                 i = 0;
 876                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
 877                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
 878                         i++;
 879                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
 880                         continue;
 881                 page = pfn_to_page(pfn + i);
 882                 if (zone && page_zone(page) != zone)
 883                         return 0;
 884                 zone = page_zone(page);
 885         }
 886         return 1;
 887 }
 888
 889 /*
 890  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
 891  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
 892  */
 893 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
 894 {
 895         unsigned long pfn;
 896         struct page *page;
 897         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 898                 if (pfn_valid(pfn)) {
 899                         page = pfn_to_page(pfn);
 900                         if (PageLRU(page))
 901                                 return pfn;
 902                 }
 903         }
 904         return 0;
 905 }
 906
 907 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
 908 static int
 909 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 910 {
 911         unsigned long pfn;
 912         struct page *page;
 913         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
 914         int not_managed = 0;
 915         int ret = 0;
 916         LIST_HEAD(source);
 917
 918         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
 919                 if (!pfn_valid(pfn))
 920                         continue;
 921                 page = pfn_to_page(pfn);
 922                 if (!get_page_unless_zero(page))
 923                         continue;
 924                 /*
 925                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
 926                  * LRU.
 927                  */
 928                 ret = isolate_lru_page(page);
 929                 if (!ret) { /* Success */
 930                         put_page(page);
 931                         list_add_tail(&page->lru, &source);
 932                         move_pages--;
 933                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 934                                             page_is_file_cache(page));
 935
 936                 } else {
 937 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 938                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
 939                                pfn);
 940                         dump_page(page);
 941 #endif
 942                         put_page(page);
 943                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
 944                            check this again here. */
 945                         if (page_count(page)) {
 946                                 not_managed++;
 947                                 ret = -EBUSY;
 948                                 break;
 949                         }
 950                 }
 951         }
 952         if (!list_empty(&source)) {
 953                 if (not_managed) {
 954                         putback_lru_pages(&source);
 955                         goto out;
 956                 }
 957
 958                 /*
 959                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
 960                  * migrate_pages returns # of failed pages.
 961                  */
 962                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
 963                                                         true, MIGRATE_SYNC);
 964                 if (ret)
 965                         putback_lru_pages(&source);
 966         }
 967 out:
 968         return ret;
 969 }
 970
 971 /*
 972  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
 973  */
 974 static int
 975 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
 976                         void *data)
 977 {
 978         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
 979         return 0;
 980 }
 981
 982 static void
 983 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 984 {
 985         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
 986                                 offline_isolated_pages_cb);
 987 }
 988
 989 /*
 990  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
 991  */
 992 static int
 993 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 994                         void *data)
 995 {
 996         int ret;
 997         long offlined = *(long *)data;
 998         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
 999         offlined = nr_pages;
1000         if (!ret)
1001                 *(long *)data += offlined;
1002         return ret;
1003 }
1004
1005 static long
1006 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1007 {
1008         long offlined = 0;
1009         int ret;
1010
1011         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1012                         check_pages_isolated_cb);
1013         if (ret < 0)
1014                 offlined = (long)ret;
1015         return offlined;
1016 }
1017
1018 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1019 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1020                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1021 {
1022         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1023         unsigned long present_pages = 0;
1024         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1025
1026         /*
1027          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1028          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
1029          *
1030          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1031          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1032          */
1033         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1034                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1035
1036         /*
1037          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1038          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1039          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1040          * become empty after offline , thus we can determind we will
1041          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1042          */
1043         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1044                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1045         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1046                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1047         else
1048                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1049
1050         /*
1051          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1052          */
1053         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1054
1055         /*
1056          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1057          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1058          * we can determind we will need to clear the node from
1059          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1060          */
1061         for (; zt <= zone_last; zt++)
1062                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1063         if (nr_pages >= present_pages)
1064                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1065         else
1066                 arg->status_change_nid = -1;
1067 }
1068
1069 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1070 {
1071         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1072                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1073
1074         if ((N_HIGH_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1075             (arg->status_change_nid >= 0))
1076                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1077 }
1078
1079 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1080                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1081 {
1082         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1083         long offlined_pages;
1084         int ret, drain, retry_max, node;
1085         struct zone *zone;
1086         struct memory_notify arg;
1087
1088         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1089         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1090         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1091                 return -EINVAL;
1092         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1093                 return -EINVAL;
1094         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1095            we assume this for now. .*/
1096         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1097                 return -EINVAL;
1098
1099         lock_memory_hotplug();
1100
1101         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1102         node = zone_to_nid(zone);
1103         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1104
1105         /* set above range as isolated */
1106         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1107                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1108         if (ret)
1109                 goto out;
1110
1111         arg.start_pfn = start_pfn;
1112         arg.nr_pages = nr_pages;
1113         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1114
1115         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1116         ret = notifier_to_errno(ret);
1117         if (ret)
1118                 goto failed_removal;
1119
1120         pfn = start_pfn;
1121         expire = jiffies + timeout;
1122         drain = 0;
1123         retry_max = 5;
1124 repeat:
1125         /* start memory hot removal */
1126         ret = -EAGAIN;
1127         if (time_after(jiffies, expire))
1128                 goto failed_removal;
1129         ret = -EINTR;
1130         if (signal_pending(current))
1131                 goto failed_removal;
1132         ret = 0;
1133         if (drain) {
1134                 lru_add_drain_all();
1135                 cond_resched();
1136                 drain_all_pages();
1137         }
1138
1139         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1140         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1141                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1142                 if (!ret) {
1143                         drain = 1;
1144                         goto repeat;
1145                 } else {
1146                         if (ret < 0)
1147                                 if (--retry_max == 0)
1148                                         goto failed_removal;
1149                         yield();
1150                         drain = 1;
1151                         goto repeat;
1152                 }
1153         }
1154         /* drain all zone's lru pagevec, this is asyncronous... */
1155         lru_add_drain_all();
1156         yield();
1157         /* drain pcp pages , this is synchrouns. */
1158         drain_all_pages();
1159         /* check again */
1160         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1161         if (offlined_pages < 0) {
1162                 ret = -EBUSY;
1163                 goto failed_removal;
1164         }
1165         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1166         /* Ok, all of our target is islaoted.
1167            We cannot do rollback at this point. */
1168         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1169         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1170         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1171         /* removal success */
1172         zone->present_pages -= offlined_pages;
1173         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1174         totalram_pages -= offlined_pages;
1175
1176         init_per_zone_wmark_min();
1177
1178         if (!populated_zone(zone)) {
1179                 zone_pcp_reset(zone);
1180                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1181                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1182                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1183         } else
1184                 zone_pcp_update(zone);
1185
1186         node_states_clear_node(node, &arg);
1187         if (arg.status_change_nid >= 0)
1188                 kswapd_stop(node);
1189
1190         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1191         writeback_set_ratelimit();
1192
1193         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1194         unlock_memory_hotplug();
1195         return 0;
1196
1197 failed_removal:
1198         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1199                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1200                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1201         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1202         /* pushback to free area */
1203         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1204
1205 out:
1206         unlock_memory_hotplug();
1207         return ret;
1208 }
1209
1210 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1211 {
1212         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1213 }
1214
1215 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1216 {
1217         struct memory_block *mem = NULL;
1218         struct mem_section *section;
1219         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1220         unsigned long pfn, section_nr;
1221         int ret;
1222
1223         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1224         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1225
1226         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1227                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1228                 if (!present_section_nr(section_nr))
1229                         continue;
1230
1231                 section = __nr_to_section(section_nr);
1232                 /* same memblock? */
1233                 if (mem)
1234                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1235                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1236                                 continue;
1237
1238                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1239                 if (!mem)
1240                         continue;
1241
1242                 ret = offline_memory_block(mem);
1243                 if (ret) {
1244                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1245                         return ret;
1246                 }
1247         }
1248
1249         if (mem)
1250                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1251
1252         return 0;
1253 }
1254 #else
1255 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1256 {
1257         return -EINVAL;
1258 }
1259 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1260 {
1261         return -EINVAL;
1262 }
1263 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1264 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);