]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/memory_hotplug.c
memory_hotplug: fix possible incorrect node_states[N_NORMAL_MEMORY]
[~shefty/rdma-dev.git] / 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 (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 grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
218                             unsigned long end_pfn)
219 {
220         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
221                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
222
223         if (start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
224                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
225
226         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
227                                         pgdat->node_start_pfn;
228 }
229
230 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
231 {
232         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
233         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
234         int nid = pgdat->node_id;
235         int zone_type;
236         unsigned long flags;
237
238         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
239         if (!zone->wait_table) {
240                 int ret;
241
242                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
243                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
244                 if (ret)
245                         return ret;
246         }
247         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
248         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
249         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
250                         phys_start_pfn + nr_pages);
251         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
252         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
253                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
254         return 0;
255 }
256
257 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
258                                         unsigned long phys_start_pfn)
259 {
260         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
261         int ret;
262
263         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
264                 return -EEXIST;
265
266         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
267
268         if (ret < 0)
269                 return ret;
270
271         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
272
273         if (ret < 0)
274                 return ret;
275
276         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
277 }
278
279 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
280 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
281 {
282         /*
283          * XXX: Freeing memmap with vmemmap is not implement yet.
284          *      This should be removed later.
285          */
286         return -EBUSY;
287 }
288 #else
289 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
290 {
291         unsigned long flags;
292         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
293         int ret = -EINVAL;
294
295         if (!valid_section(ms))
296                 return ret;
297
298         ret = unregister_memory_section(ms);
299         if (ret)
300                 return ret;
301
302         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
303         sparse_remove_one_section(zone, ms);
304         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
305         return 0;
306 }
307 #endif
308
309 /*
310  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
311  * expected that archs that support memory hotplug will
312  * call this function after deciding the zone to which to
313  * add the new pages.
314  */
315 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
316                         unsigned long nr_pages)
317 {
318         unsigned long i;
319         int err = 0;
320         int start_sec, end_sec;
321         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
322         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
323         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
324
325         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
326                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
327
328                 /*
329                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
330                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
331                  * Warning will be printed if there is collision.
332                  */
333                 if (err && (err != -EEXIST))
334                         break;
335                 err = 0;
336         }
337
338         return err;
339 }
340 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
341
342 /**
343  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
344  * @zone: zone from which pages need to be removed
345  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
346  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
347  *
348  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
349  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
350  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
351  * calling offline_pages().
352  */
353 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
354                  unsigned long nr_pages)
355 {
356         unsigned long i, ret = 0;
357         int sections_to_remove;
358
359         /*
360          * We can only remove entire sections
361          */
362         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
363         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
364
365         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
366
367         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
368         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
369                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
370                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
371                 if (ret)
372                         break;
373         }
374         return ret;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
377
378 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
379 {
380         int rc = -EINVAL;
381
382         lock_memory_hotplug();
383
384         if (online_page_callback == generic_online_page) {
385                 online_page_callback = callback;
386                 rc = 0;
387         }
388
389         unlock_memory_hotplug();
390
391         return rc;
392 }
393 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
394
395 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
396 {
397         int rc = -EINVAL;
398
399         lock_memory_hotplug();
400
401         if (online_page_callback == callback) {
402                 online_page_callback = generic_online_page;
403                 rc = 0;
404         }
405
406         unlock_memory_hotplug();
407
408         return rc;
409 }
410 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
411
412 void __online_page_set_limits(struct page *page)
413 {
414         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
415
416         if (pfn >= num_physpages)
417                 num_physpages = pfn + 1;
418 }
419 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
420
421 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
422 {
423         totalram_pages++;
424
425 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
426         if (PageHighMem(page))
427                 totalhigh_pages++;
428 #endif
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
431
432 void __online_page_free(struct page *page)
433 {
434         ClearPageReserved(page);
435         init_page_count(page);
436         __free_page(page);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
439
440 static void generic_online_page(struct page *page)
441 {
442         __online_page_set_limits(page);
443         __online_page_increment_counters(page);
444         __online_page_free(page);
445 }
446
447 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
448                         void *arg)
449 {
450         unsigned long i;
451         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
452         struct page *page;
453         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
454                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
455                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
456                         (*online_page_callback)(page);
457                         onlined_pages++;
458                 }
459         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
460         return 0;
461 }
462
463 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
464 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
465         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
466 {
467         int nid = zone_to_nid(zone);
468         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
469
470         /*
471          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
472          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
473          *
474          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
475          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
476          */
477         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
478                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
479
480         /*
481          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
482          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
483          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
484          * the memory is online.
485          */
486         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
487                 arg->status_change_nid_normal = nid;
488         else
489                 arg->status_change_nid_normal = -1;
490
491         /*
492          * if the node don't have memory befor online, we will need to
493          * set the node to node_states[N_HIGH_MEMORY] after the memory
494          * is online.
495          */
496         if (!node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
497                 arg->status_change_nid = nid;
498         else
499                 arg->status_change_nid = -1;
500 }
501
502 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
503 {
504         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
505                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
506
507         node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
508 }
509
510
511 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
512 {
513         unsigned long onlined_pages = 0;
514         struct zone *zone;
515         int need_zonelists_rebuild = 0;
516         int nid;
517         int ret;
518         struct memory_notify arg;
519
520         lock_memory_hotplug();
521         /*
522          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
523          * The section can't be removed here because of the
524          * memory_block->state_mutex.
525          */
526         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
527
528         arg.start_pfn = pfn;
529         arg.nr_pages = nr_pages;
530         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
531
532         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
533
534         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
535         ret = notifier_to_errno(ret);
536         if (ret) {
537                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
538                 unlock_memory_hotplug();
539                 return ret;
540         }
541         /*
542          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
543          * This means the page allocator ignores this zone.
544          * So, zonelist must be updated after online.
545          */
546         mutex_lock(&zonelists_mutex);
547         if (!populated_zone(zone)) {
548                 need_zonelists_rebuild = 1;
549                 build_all_zonelists(NULL, zone);
550         }
551
552         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
553                 online_pages_range);
554         if (ret) {
555                 if (need_zonelists_rebuild)
556                         zone_pcp_reset(zone);
557                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
558                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
559                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
560                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
561                             << PAGE_SHIFT) - 1);
562                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
563                 unlock_memory_hotplug();
564                 return ret;
565         }
566
567         zone->present_pages += onlined_pages;
568         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
569         if (onlined_pages) {
570                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
571                 if (need_zonelists_rebuild)
572                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
573                 else
574                         zone_pcp_update(zone);
575         }
576
577         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
578
579         init_per_zone_wmark_min();
580
581         if (onlined_pages)
582                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
583
584         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
585
586         writeback_set_ratelimit();
587
588         if (onlined_pages)
589                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
590         unlock_memory_hotplug();
591
592         return 0;
593 }
594 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
595
596 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
597 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
598 {
599         struct pglist_data *pgdat;
600         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
601         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
602         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
603
604         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
605         if (!pgdat)
606                 return NULL;
607
608         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
609
610         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
611
612         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
613         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
614
615         /*
616          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
617          * to access not-initialized zonelist, build here.
618          */
619         mutex_lock(&zonelists_mutex);
620         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
621         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
622
623         return pgdat;
624 }
625
626 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
627 {
628         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
629         arch_free_nodedata(pgdat);
630         return;
631 }
632
633
634 /*
635  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
636  */
637 int mem_online_node(int nid)
638 {
639         pg_data_t       *pgdat;
640         int     ret;
641
642         lock_memory_hotplug();
643         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
644         if (!pgdat) {
645                 ret = -ENOMEM;
646                 goto out;
647         }
648         node_set_online(nid);
649         ret = register_one_node(nid);
650         BUG_ON(ret);
651
652 out:
653         unlock_memory_hotplug();
654         return ret;
655 }
656
657 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
658 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
659 {
660         pg_data_t *pgdat = NULL;
661         int new_pgdat = 0;
662         struct resource *res;
663         int ret;
664
665         lock_memory_hotplug();
666
667         res = register_memory_resource(start, size);
668         ret = -EEXIST;
669         if (!res)
670                 goto out;
671
672         if (!node_online(nid)) {
673                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
674                 ret = -ENOMEM;
675                 if (!pgdat)
676                         goto error;
677                 new_pgdat = 1;
678         }
679
680         /* call arch's memory hotadd */
681         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
682
683         if (ret < 0)
684                 goto error;
685
686         /* we online node here. we can't roll back from here. */
687         node_set_online(nid);
688
689         if (new_pgdat) {
690                 ret = register_one_node(nid);
691                 /*
692                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
693                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
694                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
695                  */
696                 BUG_ON(ret);
697         }
698
699         /* create new memmap entry */
700         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
701
702         goto out;
703
704 error:
705         /* rollback pgdat allocation and others */
706         if (new_pgdat)
707                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
708         if (res)
709                 release_memory_resource(res);
710
711 out:
712         unlock_memory_hotplug();
713         return ret;
714 }
715 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
716
717 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
718 /*
719  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
720  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
721  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
722  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
723  * be located at the start of the pageblock
724  */
725 static inline int pageblock_free(struct page *page)
726 {
727         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
728 }
729
730 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
731 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
732 {
733         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
734         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
735
736         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
737         if (pageblock_free(page)) {
738                 int order;
739                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
740                 order = page_order(page);
741                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
742                         return page + (1 << order);
743         }
744
745         return page + pageblock_nr_pages;
746 }
747
748 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
749 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
750 {
751         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
752         struct page *end_page = page + nr_pages;
753
754         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
755         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
756                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
757                         return 0;
758                 cond_resched();
759         }
760
761         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
762         return 1;
763 }
764
765 /*
766  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
767  */
768 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
769 {
770         unsigned long pfn;
771         struct zone *zone = NULL;
772         struct page *page;
773         int i;
774         for (pfn = start_pfn;
775              pfn < end_pfn;
776              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
777                 i = 0;
778                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
779                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
780                         i++;
781                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
782                         continue;
783                 page = pfn_to_page(pfn + i);
784                 if (zone && page_zone(page) != zone)
785                         return 0;
786                 zone = page_zone(page);
787         }
788         return 1;
789 }
790
791 /*
792  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
793  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
794  */
795 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
796 {
797         unsigned long pfn;
798         struct page *page;
799         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
800                 if (pfn_valid(pfn)) {
801                         page = pfn_to_page(pfn);
802                         if (PageLRU(page))
803                                 return pfn;
804                 }
805         }
806         return 0;
807 }
808
809 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
810 static int
811 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
812 {
813         unsigned long pfn;
814         struct page *page;
815         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
816         int not_managed = 0;
817         int ret = 0;
818         LIST_HEAD(source);
819
820         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
821                 if (!pfn_valid(pfn))
822                         continue;
823                 page = pfn_to_page(pfn);
824                 if (!get_page_unless_zero(page))
825                         continue;
826                 /*
827                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
828                  * LRU.
829                  */
830                 ret = isolate_lru_page(page);
831                 if (!ret) { /* Success */
832                         put_page(page);
833                         list_add_tail(&page->lru, &source);
834                         move_pages--;
835                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
836                                             page_is_file_cache(page));
837
838                 } else {
839 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
840                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
841                                pfn);
842                         dump_page(page);
843 #endif
844                         put_page(page);
845                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
846                            check this again here. */
847                         if (page_count(page)) {
848                                 not_managed++;
849                                 ret = -EBUSY;
850                                 break;
851                         }
852                 }
853         }
854         if (!list_empty(&source)) {
855                 if (not_managed) {
856                         putback_lru_pages(&source);
857                         goto out;
858                 }
859
860                 /*
861                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
862                  * migrate_pages returns # of failed pages.
863                  */
864                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
865                                                         true, MIGRATE_SYNC);
866                 if (ret)
867                         putback_lru_pages(&source);
868         }
869 out:
870         return ret;
871 }
872
873 /*
874  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
875  */
876 static int
877 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
878                         void *data)
879 {
880         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
881         return 0;
882 }
883
884 static void
885 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
886 {
887         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
888                                 offline_isolated_pages_cb);
889 }
890
891 /*
892  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
893  */
894 static int
895 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
896                         void *data)
897 {
898         int ret;
899         long offlined = *(long *)data;
900         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
901         offlined = nr_pages;
902         if (!ret)
903                 *(long *)data += offlined;
904         return ret;
905 }
906
907 static long
908 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
909 {
910         long offlined = 0;
911         int ret;
912
913         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
914                         check_pages_isolated_cb);
915         if (ret < 0)
916                 offlined = (long)ret;
917         return offlined;
918 }
919
920 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
921 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
922                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
923 {
924         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
925         unsigned long present_pages = 0;
926         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
927
928         /*
929          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
930          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
931          *
932          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
933          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
934          */
935         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
936                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
937
938         /*
939          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
940          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
941          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
942          * become empty after offline , thus we can determind we will
943          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
944          */
945         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
946                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
947         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
948                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
949         else
950                 arg->status_change_nid_normal = -1;
951
952         /*
953          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
954          */
955         zone_last = ZONE_MOVABLE;
956
957         /*
958          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
959          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
960          * we can determind we will need to clear the node from
961          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
962          */
963         for (; zt <= zone_last; zt++)
964                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
965         if (nr_pages >= present_pages)
966                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
967         else
968                 arg->status_change_nid = -1;
969 }
970
971 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
972 {
973         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
974                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
975
976         if ((N_HIGH_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
977             (arg->status_change_nid >= 0))
978                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
979 }
980
981 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
982                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
983 {
984         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
985         long offlined_pages;
986         int ret, drain, retry_max, node;
987         struct zone *zone;
988         struct memory_notify arg;
989
990         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
991         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
992         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
993                 return -EINVAL;
994         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
995                 return -EINVAL;
996         /* This makes hotplug much easier...and readable.
997            we assume this for now. .*/
998         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
999                 return -EINVAL;
1000
1001         lock_memory_hotplug();
1002
1003         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1004         node = zone_to_nid(zone);
1005         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1006
1007         /* set above range as isolated */
1008         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1009                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1010         if (ret)
1011                 goto out;
1012
1013         arg.start_pfn = start_pfn;
1014         arg.nr_pages = nr_pages;
1015         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1016
1017         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1018         ret = notifier_to_errno(ret);
1019         if (ret)
1020                 goto failed_removal;
1021
1022         pfn = start_pfn;
1023         expire = jiffies + timeout;
1024         drain = 0;
1025         retry_max = 5;
1026 repeat:
1027         /* start memory hot removal */
1028         ret = -EAGAIN;
1029         if (time_after(jiffies, expire))
1030                 goto failed_removal;
1031         ret = -EINTR;
1032         if (signal_pending(current))
1033                 goto failed_removal;
1034         ret = 0;
1035         if (drain) {
1036                 lru_add_drain_all();
1037                 cond_resched();
1038                 drain_all_pages();
1039         }
1040
1041         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1042         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1043                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1044                 if (!ret) {
1045                         drain = 1;
1046                         goto repeat;
1047                 } else {
1048                         if (ret < 0)
1049                                 if (--retry_max == 0)
1050                                         goto failed_removal;
1051                         yield();
1052                         drain = 1;
1053                         goto repeat;
1054                 }
1055         }
1056         /* drain all zone's lru pagevec, this is asyncronous... */
1057         lru_add_drain_all();
1058         yield();
1059         /* drain pcp pages , this is synchrouns. */
1060         drain_all_pages();
1061         /* check again */
1062         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1063         if (offlined_pages < 0) {
1064                 ret = -EBUSY;
1065                 goto failed_removal;
1066         }
1067         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1068         /* Ok, all of our target is islaoted.
1069            We cannot do rollback at this point. */
1070         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1071         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1072         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1073         /* removal success */
1074         zone->present_pages -= offlined_pages;
1075         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1076         totalram_pages -= offlined_pages;
1077
1078         init_per_zone_wmark_min();
1079
1080         if (!populated_zone(zone)) {
1081                 zone_pcp_reset(zone);
1082                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1083                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1084                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1085         } else
1086                 zone_pcp_update(zone);
1087
1088         node_states_clear_node(node, &arg);
1089         if (arg.status_change_nid >= 0)
1090                 kswapd_stop(node);
1091
1092         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1093         writeback_set_ratelimit();
1094
1095         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1096         unlock_memory_hotplug();
1097         return 0;
1098
1099 failed_removal:
1100         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1101                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1102                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1103         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1104         /* pushback to free area */
1105         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1106
1107 out:
1108         unlock_memory_hotplug();
1109         return ret;
1110 }
1111
1112 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1113 {
1114         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1115 }
1116
1117 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1118 {
1119         struct memory_block *mem = NULL;
1120         struct mem_section *section;
1121         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1122         unsigned long pfn, section_nr;
1123         int ret;
1124
1125         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1126         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1127
1128         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1129                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1130                 if (!present_section_nr(section_nr))
1131                         continue;
1132
1133                 section = __nr_to_section(section_nr);
1134                 /* same memblock? */
1135                 if (mem)
1136                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1137                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1138                                 continue;
1139
1140                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1141                 if (!mem)
1142                         continue;
1143
1144                 ret = offline_memory_block(mem);
1145                 if (ret) {
1146                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1147                         return ret;
1148                 }
1149         }
1150
1151         if (mem)
1152                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1153
1154         return 0;
1155 }
1156 #else
1157 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1158 {
1159         return -EINVAL;
1160 }
1161 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1162 {
1163         return -EINVAL;
1164 }
1165 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1166 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);