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