a9072a16a1601a5225a1fe587c871df92f5aa9e5
[~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         }
128
129 }
130
131 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
132 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
133 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
134 {
135         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
136         struct mem_section *ms;
137         struct page *page, *memmap;
138
139         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
140         ms = __nr_to_section(section_nr);
141
142         /* Get section's memmap address */
143         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
144
145         /*
146          * Get page for the memmap's phys address
147          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
148          */
149         page = virt_to_page(memmap);
150         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
151         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
152
153         /* remember memmap's page */
154         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
155                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
156
157         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
158         page = virt_to_page(usemap);
159
160         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
161
162         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
163                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
164
165 }
166 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
167 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
168 {
169         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
170         struct mem_section *ms;
171         struct page *page, *memmap;
172
173         if (!pfn_valid(start_pfn))
174                 return;
175
176         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
177         ms = __nr_to_section(section_nr);
178
179         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
180
181         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
182
183         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
184         page = virt_to_page(usemap);
185
186         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
187
188         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
189                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
190 }
191 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
192
193 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
194 {
195         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
196         int node = pgdat->node_id;
197         struct page *page;
198         struct zone *zone;
199
200         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
201         page = virt_to_page(pgdat);
202
203         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
204                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
205
206         zone = &pgdat->node_zones[0];
207         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
208                 if (zone->wait_table) {
209                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
210                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
211                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
212                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
213
214                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
215                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
216                 }
217         }
218
219         pfn = pgdat->node_start_pfn;
220         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
221
222         /* register_section info */
223         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
224                 /*
225                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
226                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
227                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
228                  * reside in some other node.
229                  */
230                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
231                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
232         }
233 }
234 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
235
236 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
237                            unsigned long end_pfn)
238 {
239         unsigned long old_zone_end_pfn;
240
241         zone_span_writelock(zone);
242
243         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
244         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
245                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
246
247         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
248                                 zone->zone_start_pfn;
249
250         zone_span_writeunlock(zone);
251 }
252
253 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
254                 unsigned long end_pfn)
255 {
256         zone_span_writelock(zone);
257
258         if (end_pfn - start_pfn) {
259                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
260                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
261         } else {
262                 /*
263                  * make it consist as free_area_init_core(),
264                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
265                  */
266                 zone->zone_start_pfn = 0;
267                 zone->spanned_pages = 0;
268         }
269
270         zone_span_writeunlock(zone);
271 }
272
273 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
274                 unsigned long end_pfn)
275 {
276         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
277         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
278         unsigned long pfn;
279
280         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
281                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
282 }
283
284 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
285                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
286 {
287         int ret;
288         unsigned long flags;
289         unsigned long z1_start_pfn;
290
291         if (!z1->wait_table) {
292                 ret = init_currently_empty_zone(z1, start_pfn,
293                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
294                 if (ret)
295                         return ret;
296         }
297
298         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
299
300         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
301         if (end_pfn > z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages)
302                 goto out_fail;
303         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
304         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
305                 goto out_fail;
306         /* must included/overlap */
307         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
308                 goto out_fail;
309
310         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
311         if (z1->spanned_pages)
312                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
313         else
314                 z1_start_pfn = start_pfn;
315
316         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
317         resize_zone(z2, end_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
318
319         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
320
321         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
322
323         return 0;
324 out_fail:
325         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
326         return -1;
327 }
328
329 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
330                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
331 {
332         int ret;
333         unsigned long flags;
334         unsigned long z2_end_pfn;
335
336         if (!z2->wait_table) {
337                 ret = init_currently_empty_zone(z2, start_pfn,
338                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
339                 if (ret)
340                         return ret;
341         }
342
343         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
344
345         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
346         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
347                 goto out_fail;
348         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
349         if (z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages >  end_pfn)
350                 goto out_fail;
351         /* must included/overlap */
352         if (start_pfn >= z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages)
353                 goto out_fail;
354
355         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
356         if (z2->spanned_pages)
357                 z2_end_pfn = z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages;
358         else
359                 z2_end_pfn = end_pfn;
360
361         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
362         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
363
364         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
365
366         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
367
368         return 0;
369 out_fail:
370         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
371         return -1;
372 }
373
374 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
375                             unsigned long end_pfn)
376 {
377         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
378                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
379
380         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
381                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
382
383         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
384                                         pgdat->node_start_pfn;
385 }
386
387 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
388 {
389         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
390         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
391         int nid = pgdat->node_id;
392         int zone_type;
393         unsigned long flags;
394
395         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
396         if (!zone->wait_table) {
397                 int ret;
398
399                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
400                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
401                 if (ret)
402                         return ret;
403         }
404         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
405         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
406         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
407                         phys_start_pfn + nr_pages);
408         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
409         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
410                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
411         return 0;
412 }
413
414 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
415                                         unsigned long phys_start_pfn)
416 {
417         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
418         int ret;
419
420         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
421                 return -EEXIST;
422
423         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
424
425         if (ret < 0)
426                 return ret;
427
428         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
429
430         if (ret < 0)
431                 return ret;
432
433         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
434 }
435
436 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
437 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
438                                      unsigned long start_pfn,
439                                      unsigned long end_pfn)
440 {
441         struct mem_section *ms;
442
443         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
444                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
445
446                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
447                         continue;
448
449                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
450                         continue;
451
452                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
453                         continue;
454
455                 return start_pfn;
456         }
457
458         return 0;
459 }
460
461 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
462 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
463                                     unsigned long start_pfn,
464                                     unsigned long end_pfn)
465 {
466         struct mem_section *ms;
467         unsigned long pfn;
468
469         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
470         pfn = end_pfn - 1;
471         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
472                 ms = __pfn_to_section(pfn);
473
474                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
475                         continue;
476
477                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
478                         continue;
479
480                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
481                         continue;
482
483                 return pfn;
484         }
485
486         return 0;
487 }
488
489 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
490                              unsigned long end_pfn)
491 {
492         unsigned long zone_start_pfn =  zone->zone_start_pfn;
493         unsigned long zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
494         unsigned long pfn;
495         struct mem_section *ms;
496         int nid = zone_to_nid(zone);
497
498         zone_span_writelock(zone);
499         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
500                 /*
501                  * If the section is smallest section in the zone, it need
502                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
503                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
504                  * for shrinking zone.
505                  */
506                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
507                                                 zone_end_pfn);
508                 if (pfn) {
509                         zone->zone_start_pfn = pfn;
510                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
511                 }
512         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
513                 /*
514                  * If the section is biggest section in the zone, it need
515                  * shrink zone->spanned_pages.
516                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
517                  * shrinking zone.
518                  */
519                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
520                                                start_pfn);
521                 if (pfn)
522                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
523         }
524
525         /*
526          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
527          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
528          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
529          * it check the zone has only hole or not.
530          */
531         pfn = zone_start_pfn;
532         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
533                 ms = __pfn_to_section(pfn);
534
535                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
536                         continue;
537
538                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
539                         continue;
540
541                  /* If the section is current section, it continues the loop */
542                 if (start_pfn == pfn)
543                         continue;
544
545                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
546                 zone_span_writeunlock(zone);
547                 return;
548         }
549
550         /* The zone has no valid section */
551         zone->zone_start_pfn = 0;
552         zone->spanned_pages = 0;
553         zone_span_writeunlock(zone);
554 }
555
556 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
557                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
558 {
559         unsigned long pgdat_start_pfn =  pgdat->node_start_pfn;
560         unsigned long pgdat_end_pfn =
561                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
562         unsigned long pfn;
563         struct mem_section *ms;
564         int nid = pgdat->node_id;
565
566         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
567                 /*
568                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
569                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
570                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
571                  * for shrinking zone.
572                  */
573                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
574                                                 pgdat_end_pfn);
575                 if (pfn) {
576                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
577                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
578                 }
579         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
580                 /*
581                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
582                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
583                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
584                  * shrinking zone.
585                  */
586                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
587                                                start_pfn);
588                 if (pfn)
589                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
590         }
591
592         /*
593          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
594          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
595          * change the pgdat.
596          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
597          * has only hole or not.
598          */
599         pfn = pgdat_start_pfn;
600         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
601                 ms = __pfn_to_section(pfn);
602
603                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
604                         continue;
605
606                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
607                         continue;
608
609                  /* If the section is current section, it continues the loop */
610                 if (start_pfn == pfn)
611                         continue;
612
613                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
614                 return;
615         }
616
617         /* The pgdat has no valid section */
618         pgdat->node_start_pfn = 0;
619         pgdat->node_spanned_pages = 0;
620 }
621
622 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
623 {
624         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
625         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
626         int zone_type;
627         unsigned long flags;
628
629         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
630
631         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
632         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
633         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
634         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
635 }
636
637 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
638 {
639         unsigned long start_pfn;
640         int scn_nr;
641         int ret = -EINVAL;
642
643         if (!valid_section(ms))
644                 return ret;
645
646         ret = unregister_memory_section(ms);
647         if (ret)
648                 return ret;
649
650         scn_nr = __section_nr(ms);
651         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
652         __remove_zone(zone, start_pfn);
653
654         sparse_remove_one_section(zone, ms);
655         return 0;
656 }
657
658 /*
659  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
660  * expected that archs that support memory hotplug will
661  * call this function after deciding the zone to which to
662  * add the new pages.
663  */
664 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
665                         unsigned long nr_pages)
666 {
667         unsigned long i;
668         int err = 0;
669         int start_sec, end_sec;
670         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
671         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
672         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
673
674         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
675                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
676
677                 /*
678                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
679                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
680                  * Warning will be printed if there is collision.
681                  */
682                 if (err && (err != -EEXIST))
683                         break;
684                 err = 0;
685         }
686
687         return err;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
690
691 /**
692  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
693  * @zone: zone from which pages need to be removed
694  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
695  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
696  *
697  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
698  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
699  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
700  * calling offline_pages().
701  */
702 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
703                  unsigned long nr_pages)
704 {
705         unsigned long i, ret = 0;
706         int sections_to_remove;
707
708         /*
709          * We can only remove entire sections
710          */
711         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
712         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
713
714         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
715
716         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
717         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
718                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
719                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
720                 if (ret)
721                         break;
722         }
723         return ret;
724 }
725 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
726
727 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
728 {
729         int rc = -EINVAL;
730
731         lock_memory_hotplug();
732
733         if (online_page_callback == generic_online_page) {
734                 online_page_callback = callback;
735                 rc = 0;
736         }
737
738         unlock_memory_hotplug();
739
740         return rc;
741 }
742 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
743
744 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
745 {
746         int rc = -EINVAL;
747
748         lock_memory_hotplug();
749
750         if (online_page_callback == callback) {
751                 online_page_callback = generic_online_page;
752                 rc = 0;
753         }
754
755         unlock_memory_hotplug();
756
757         return rc;
758 }
759 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
760
761 void __online_page_set_limits(struct page *page)
762 {
763         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
764
765         if (pfn >= num_physpages)
766                 num_physpages = pfn + 1;
767 }
768 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
769
770 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
771 {
772         totalram_pages++;
773
774 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
775         if (PageHighMem(page))
776                 totalhigh_pages++;
777 #endif
778 }
779 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
780
781 void __online_page_free(struct page *page)
782 {
783         ClearPageReserved(page);
784         init_page_count(page);
785         __free_page(page);
786 }
787 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
788
789 static void generic_online_page(struct page *page)
790 {
791         __online_page_set_limits(page);
792         __online_page_increment_counters(page);
793         __online_page_free(page);
794 }
795
796 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
797                         void *arg)
798 {
799         unsigned long i;
800         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
801         struct page *page;
802         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
803                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
804                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
805                         (*online_page_callback)(page);
806                         onlined_pages++;
807                 }
808         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
809         return 0;
810 }
811
812 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
813 /*
814  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
815  * normal memory.
816  */
817 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
818 {
819         return true;
820 }
821 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
822 /* ensure every online node has NORMAL memory */
823 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
824 {
825         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
826 }
827 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
828
829 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
830 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
831         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
832 {
833         int nid = zone_to_nid(zone);
834         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
835
836         /*
837          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
838          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
839          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
840          *
841          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
842          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
843          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
844          */
845         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
846                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
847
848         /*
849          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
850          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
851          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
852          * the memory is online.
853          */
854         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
855                 arg->status_change_nid_normal = nid;
856         else
857                 arg->status_change_nid_normal = -1;
858
859 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
860         /*
861          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
862          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
863          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
864          *
865          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
866          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
867          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
868          */
869         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
870         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
871                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
872
873         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
874                 arg->status_change_nid_high = nid;
875         else
876                 arg->status_change_nid_high = -1;
877 #else
878         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
879 #endif
880
881         /*
882          * if the node don't have memory befor online, we will need to
883          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
884          * is online.
885          */
886         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
887                 arg->status_change_nid = nid;
888         else
889                 arg->status_change_nid = -1;
890 }
891
892 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
893 {
894         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
895                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
896
897         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
898                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
899
900         node_set_state(node, N_MEMORY);
901 }
902
903
904 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
905 {
906         unsigned long onlined_pages = 0;
907         struct zone *zone;
908         int need_zonelists_rebuild = 0;
909         int nid;
910         int ret;
911         struct memory_notify arg;
912
913         lock_memory_hotplug();
914         /*
915          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
916          * The section can't be removed here because of the
917          * memory_block->state_mutex.
918          */
919         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
920
921         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
922             !can_online_high_movable(zone)) {
923                 unlock_memory_hotplug();
924                 return -1;
925         }
926
927         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
928                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
929                         unlock_memory_hotplug();
930                         return -1;
931                 }
932         }
933         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
934                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
935                         unlock_memory_hotplug();
936                         return -1;
937                 }
938         }
939
940         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
941         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
942
943         arg.start_pfn = pfn;
944         arg.nr_pages = nr_pages;
945         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
946
947         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
948
949         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
950         ret = notifier_to_errno(ret);
951         if (ret) {
952                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
953                 unlock_memory_hotplug();
954                 return ret;
955         }
956         /*
957          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
958          * This means the page allocator ignores this zone.
959          * So, zonelist must be updated after online.
960          */
961         mutex_lock(&zonelists_mutex);
962         if (!populated_zone(zone)) {
963                 need_zonelists_rebuild = 1;
964                 build_all_zonelists(NULL, zone);
965         }
966
967         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
968                 online_pages_range);
969         if (ret) {
970                 if (need_zonelists_rebuild)
971                         zone_pcp_reset(zone);
972                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
973                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
974                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
975                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
976                             << PAGE_SHIFT) - 1);
977                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
978                 unlock_memory_hotplug();
979                 return ret;
980         }
981
982         zone->managed_pages += onlined_pages;
983         zone->present_pages += onlined_pages;
984         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
985         if (onlined_pages) {
986                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
987                 if (need_zonelists_rebuild)
988                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
989                 else
990                         zone_pcp_update(zone);
991         }
992
993         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
994
995         init_per_zone_wmark_min();
996
997         if (onlined_pages)
998                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
999
1000         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1001
1002         writeback_set_ratelimit();
1003
1004         if (onlined_pages)
1005                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1006         unlock_memory_hotplug();
1007
1008         return 0;
1009 }
1010 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1011
1012 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1013 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1014 {
1015         struct pglist_data *pgdat;
1016         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1017         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1018         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1019
1020         pgdat = NODE_DATA(nid);
1021         if (!pgdat) {
1022                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1023                 if (!pgdat)
1024                         return NULL;
1025
1026                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1027         }
1028
1029         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1030
1031         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1032         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1033
1034         /*
1035          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1036          * to access not-initialized zonelist, build here.
1037          */
1038         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1039         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1040         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1041
1042         return pgdat;
1043 }
1044
1045 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1046 {
1047         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1048         arch_free_nodedata(pgdat);
1049         return;
1050 }
1051
1052
1053 /*
1054  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1055  */
1056 int mem_online_node(int nid)
1057 {
1058         pg_data_t       *pgdat;
1059         int     ret;
1060
1061         lock_memory_hotplug();
1062         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1063         if (!pgdat) {
1064                 ret = -ENOMEM;
1065                 goto out;
1066         }
1067         node_set_online(nid);
1068         ret = register_one_node(nid);
1069         BUG_ON(ret);
1070
1071 out:
1072         unlock_memory_hotplug();
1073         return ret;
1074 }
1075
1076 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1077 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1078 {
1079         pg_data_t *pgdat = NULL;
1080         bool new_pgdat;
1081         bool new_node;
1082         struct resource *res;
1083         int ret;
1084
1085         lock_memory_hotplug();
1086
1087         res = register_memory_resource(start, size);
1088         ret = -EEXIST;
1089         if (!res)
1090                 goto out;
1091
1092         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1093                 void *p = NODE_DATA(nid);
1094                 new_pgdat = !p;
1095         }
1096         new_node = !node_online(nid);
1097         if (new_node) {
1098                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1099                 ret = -ENOMEM;
1100                 if (!pgdat)
1101                         goto error;
1102         }
1103
1104         /* call arch's memory hotadd */
1105         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1106
1107         if (ret < 0)
1108                 goto error;
1109
1110         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1111         node_set_online(nid);
1112
1113         if (new_node) {
1114                 ret = register_one_node(nid);
1115                 /*
1116                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1117                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1118                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1119                  */
1120                 BUG_ON(ret);
1121         }
1122
1123         /* create new memmap entry */
1124         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1125
1126         goto out;
1127
1128 error:
1129         /* rollback pgdat allocation and others */
1130         if (new_pgdat)
1131                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1132         release_memory_resource(res);
1133
1134 out:
1135         unlock_memory_hotplug();
1136         return ret;
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1139
1140 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1141 /*
1142  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1143  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1144  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1145  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1146  * be located at the start of the pageblock
1147  */
1148 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1149 {
1150         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1151 }
1152
1153 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1154 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1155 {
1156         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1157         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1158
1159         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1160         if (pageblock_free(page)) {
1161                 int order;
1162                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1163                 order = page_order(page);
1164                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1165                         return page + (1 << order);
1166         }
1167
1168         return page + pageblock_nr_pages;
1169 }
1170
1171 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1172 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1173 {
1174         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1175         struct page *end_page = page + nr_pages;
1176
1177         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1178         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1179                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1180                         return 0;
1181                 cond_resched();
1182         }
1183
1184         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1185         return 1;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1190  */
1191 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1192 {
1193         unsigned long pfn;
1194         struct zone *zone = NULL;
1195         struct page *page;
1196         int i;
1197         for (pfn = start_pfn;
1198              pfn < end_pfn;
1199              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1200                 i = 0;
1201                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1202                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1203                         i++;
1204                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1205                         continue;
1206                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1207                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1208                         return 0;
1209                 zone = page_zone(page);
1210         }
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
1216  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
1217  */
1218 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1219 {
1220         unsigned long pfn;
1221         struct page *page;
1222         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1223                 if (pfn_valid(pfn)) {
1224                         page = pfn_to_page(pfn);
1225                         if (PageLRU(page))
1226                                 return pfn;
1227                 }
1228         }
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1233 static int
1234 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1235 {
1236         unsigned long pfn;
1237         struct page *page;
1238         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1239         int not_managed = 0;
1240         int ret = 0;
1241         LIST_HEAD(source);
1242
1243         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1244                 if (!pfn_valid(pfn))
1245                         continue;
1246                 page = pfn_to_page(pfn);
1247                 if (!get_page_unless_zero(page))
1248                         continue;
1249                 /*
1250                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1251                  * LRU.
1252                  */
1253                 ret = isolate_lru_page(page);
1254                 if (!ret) { /* Success */
1255                         put_page(page);
1256                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1257                         move_pages--;
1258                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1259                                             page_is_file_cache(page));
1260
1261                 } else {
1262 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1263                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1264                                pfn);
1265                         dump_page(page);
1266 #endif
1267                         put_page(page);
1268                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1269                            check this again here. */
1270                         if (page_count(page)) {
1271                                 not_managed++;
1272                                 ret = -EBUSY;
1273                                 break;
1274                         }
1275                 }
1276         }
1277         if (!list_empty(&source)) {
1278                 if (not_managed) {
1279                         putback_lru_pages(&source);
1280                         goto out;
1281                 }
1282
1283                 /*
1284                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1285                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1286                  */
1287                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1288                                                         true, MIGRATE_SYNC,
1289                                                         MR_MEMORY_HOTPLUG);
1290                 if (ret)
1291                         putback_lru_pages(&source);
1292         }
1293 out:
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1299  */
1300 static int
1301 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1302                         void *data)
1303 {
1304         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 static void
1309 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1310 {
1311         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1312                                 offline_isolated_pages_cb);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1317  */
1318 static int
1319 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1320                         void *data)
1321 {
1322         int ret;
1323         long offlined = *(long *)data;
1324         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1325         offlined = nr_pages;
1326         if (!ret)
1327                 *(long *)data += offlined;
1328         return ret;
1329 }
1330
1331 static long
1332 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1333 {
1334         long offlined = 0;
1335         int ret;
1336
1337         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1338                         check_pages_isolated_cb);
1339         if (ret < 0)
1340                 offlined = (long)ret;
1341         return offlined;
1342 }
1343
1344 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1345 /*
1346  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1347  * normal memory.
1348  */
1349 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1350 {
1351         return true;
1352 }
1353 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1354 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1355 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1356 {
1357         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1358         unsigned long present_pages = 0;
1359         enum zone_type zt;
1360
1361         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1362                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1363
1364         if (present_pages > nr_pages)
1365                 return true;
1366
1367         present_pages = 0;
1368         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1369                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1370
1371         /*
1372          * we can't offline the last normal memory until all
1373          * higher memory is offlined.
1374          */
1375         return present_pages == 0;
1376 }
1377 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1378
1379 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1380 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1381                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1382 {
1383         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1384         unsigned long present_pages = 0;
1385         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1386
1387         /*
1388          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1389          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1390          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1391          *
1392          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1393          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1394          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1395          */
1396         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1397                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1398
1399         /*
1400          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1401          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1402          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1403          * become empty after offline , thus we can determind we will
1404          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1405          */
1406         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1407                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1408         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1409                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1410         else
1411                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1412
1413 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1414         /*
1415          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1416          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1417          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1418          *
1419          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1420          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1421          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1422          */
1423         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1424         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1425                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1426
1427         for (; zt <= zone_last; zt++)
1428                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1429         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1430                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1431         else
1432                 arg->status_change_nid_high = -1;
1433 #else
1434         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1435 #endif
1436
1437         /*
1438          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1439          */
1440         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1441
1442         /*
1443          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1444          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1445          * we can determind we will need to clear the node from
1446          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1447          */
1448         for (; zt <= zone_last; zt++)
1449                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1450         if (nr_pages >= present_pages)
1451                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1452         else
1453                 arg->status_change_nid = -1;
1454 }
1455
1456 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1457 {
1458         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1459                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1460
1461         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1462             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1463                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1464
1465         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1466             (arg->status_change_nid >= 0))
1467                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1468 }
1469
1470 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1471                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1472 {
1473         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1474         long offlined_pages;
1475         int ret, drain, retry_max, node;
1476         struct zone *zone;
1477         struct memory_notify arg;
1478
1479         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1480         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1481         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1482                 return -EINVAL;
1483         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1484                 return -EINVAL;
1485         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1486            we assume this for now. .*/
1487         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1488                 return -EINVAL;
1489
1490         lock_memory_hotplug();
1491
1492         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1493         node = zone_to_nid(zone);
1494         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1495
1496         ret = -EINVAL;
1497         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1498                 goto out;
1499
1500         /* set above range as isolated */
1501         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1502                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1503         if (ret)
1504                 goto out;
1505
1506         arg.start_pfn = start_pfn;
1507         arg.nr_pages = nr_pages;
1508         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1509
1510         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1511         ret = notifier_to_errno(ret);
1512         if (ret)
1513                 goto failed_removal;
1514
1515         pfn = start_pfn;
1516         expire = jiffies + timeout;
1517         drain = 0;
1518         retry_max = 5;
1519 repeat:
1520         /* start memory hot removal */
1521         ret = -EAGAIN;
1522         if (time_after(jiffies, expire))
1523                 goto failed_removal;
1524         ret = -EINTR;
1525         if (signal_pending(current))
1526                 goto failed_removal;
1527         ret = 0;
1528         if (drain) {
1529                 lru_add_drain_all();
1530                 cond_resched();
1531                 drain_all_pages();
1532         }
1533
1534         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1535         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1536                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1537                 if (!ret) {
1538                         drain = 1;
1539                         goto repeat;
1540                 } else {
1541                         if (ret < 0)
1542                                 if (--retry_max == 0)
1543                                         goto failed_removal;
1544                         yield();
1545                         drain = 1;
1546                         goto repeat;
1547                 }
1548         }
1549         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1550         lru_add_drain_all();
1551         yield();
1552         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1553         drain_all_pages();
1554         /* check again */
1555         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1556         if (offlined_pages < 0) {
1557                 ret = -EBUSY;
1558                 goto failed_removal;
1559         }
1560         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1561         /* Ok, all of our target is isolated.
1562            We cannot do rollback at this point. */
1563         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1564         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1565         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1566         /* removal success */
1567         zone->managed_pages -= offlined_pages;
1568         zone->present_pages -= offlined_pages;
1569         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1570         totalram_pages -= offlined_pages;
1571
1572         init_per_zone_wmark_min();
1573
1574         if (!populated_zone(zone)) {
1575                 zone_pcp_reset(zone);
1576                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1577                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1578                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1579         } else
1580                 zone_pcp_update(zone);
1581
1582         node_states_clear_node(node, &arg);
1583         if (arg.status_change_nid >= 0)
1584                 kswapd_stop(node);
1585
1586         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1587         writeback_set_ratelimit();
1588
1589         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1590         unlock_memory_hotplug();
1591         return 0;
1592
1593 failed_removal:
1594         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1595                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1596                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1597         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1598         /* pushback to free area */
1599         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1600
1601 out:
1602         unlock_memory_hotplug();
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1607 {
1608         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1609 }
1610
1611 /**
1612  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1613  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1614  * @end_pfn: end pft of the memory range
1615  * @arg: argument passed to func
1616  * @func: callback for each memory section walked
1617  *
1618  * This function walks through all present mem sections in range
1619  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1620  *
1621  * Returns the return value of func.
1622  */
1623 static int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1624                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1625 {
1626         struct memory_block *mem = NULL;
1627         struct mem_section *section;
1628         unsigned long pfn, section_nr;
1629         int ret;
1630
1631         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1632                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1633                 if (!present_section_nr(section_nr))
1634                         continue;
1635
1636                 section = __nr_to_section(section_nr);
1637                 /* same memblock? */
1638                 if (mem)
1639                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1640                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1641                                 continue;
1642
1643                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1644                 if (!mem)
1645                         continue;
1646
1647                 ret = func(mem, arg);
1648                 if (ret) {
1649                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1650                         return ret;
1651                 }
1652         }
1653
1654         if (mem)
1655                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1656
1657         return 0;
1658 }
1659
1660 /**
1661  * offline_memory_block_cb - callback function for offlining memory block
1662  * @mem: the memory block to be offlined
1663  * @arg: buffer to hold error msg
1664  *
1665  * Always return 0, and put the error msg in arg if any.
1666  */
1667 static int offline_memory_block_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1668 {
1669         int *ret = arg;
1670         int error = offline_memory_block(mem);
1671
1672         if (error != 0 && *ret == 0)
1673                 *ret = error;
1674
1675         return 0;
1676 }
1677
1678 static int is_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1679 {
1680         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1681
1682         if (unlikely(ret))
1683                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1684                         "[%#010llx-%#010llx] is onlined\n",
1685                         PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr)),
1686                         PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1);
1687
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 static int check_cpu_on_node(void *data)
1692 {
1693         struct pglist_data *pgdat = data;
1694         int cpu;
1695
1696         for_each_present_cpu(cpu) {
1697                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1698                         /*
1699                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1700                          * offline this node.
1701                          */
1702                         return -EBUSY;
1703         }
1704
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 static void unmap_cpu_on_node(void *data)
1709 {
1710 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1711         struct pglist_data *pgdat = data;
1712         int cpu;
1713
1714         for_each_possible_cpu(cpu)
1715                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1716                         numa_clear_node(cpu);
1717 #endif
1718 }
1719
1720 static int check_and_unmap_cpu_on_node(void *data)
1721 {
1722         int ret = check_cpu_on_node(data);
1723
1724         if (ret)
1725                 return ret;
1726
1727         /*
1728          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1729          * the cpu_to_node() now.
1730          */
1731
1732         unmap_cpu_on_node(data);
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 /* offline the node if all memory sections of this node are removed */
1737 void try_offline_node(int nid)
1738 {
1739         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1740         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1741         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1742         unsigned long pfn;
1743         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1744         int i;
1745
1746         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1747                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1748
1749                 if (!present_section_nr(section_nr))
1750                         continue;
1751
1752                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1753                         continue;
1754
1755                 /*
1756                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1757                  * can't offline node now.
1758                  */
1759                 return;
1760         }
1761
1762         if (stop_machine(check_and_unmap_cpu_on_node, pgdat, NULL))
1763                 return;
1764
1765         /*
1766          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1767          * node now.
1768          */
1769         node_set_offline(nid);
1770         unregister_one_node(nid);
1771
1772         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1773                 /* node data is allocated from boot memory */
1774                 return;
1775
1776         /* free waittable in each zone */
1777         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1778                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1779
1780                 if (zone->wait_table)
1781                         vfree(zone->wait_table);
1782         }
1783
1784         /*
1785          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1786          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1787          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1788          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1789          * the memory when the node is online again.
1790          */
1791         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1794
1795 int __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1796 {
1797         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1798         int ret = 0;
1799         int retry = 1;
1800
1801         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1802         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1803
1804         /*
1805          * When CONFIG_MEMCG is on, one memory block may be used by other
1806          * blocks to store page cgroup when onlining pages. But we don't know
1807          * in what order pages are onlined. So we iterate twice to offline
1808          * memory:
1809          * 1st iterate: offline every non primary memory block.
1810          * 2nd iterate: offline primary (i.e. first added) memory block.
1811          */
1812 repeat:
1813         walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, &ret,
1814                           offline_memory_block_cb);
1815         if (ret) {
1816                 if (!retry)
1817                         return ret;
1818
1819                 retry = 0;
1820                 ret = 0;
1821                 goto repeat;
1822         }
1823
1824         lock_memory_hotplug();
1825
1826         /*
1827          * we have offlined all memory blocks like this:
1828          *   1. lock memory hotplug
1829          *   2. offline a memory block
1830          *   3. unlock memory hotplug
1831          *
1832          * repeat step1-3 to offline the memory block. All memory blocks
1833          * must be offlined before removing memory. But we don't hold the
1834          * lock in the whole operation. So we should check whether all
1835          * memory blocks are offlined.
1836          */
1837
1838         ret = walk_memory_range(start_pfn, end_pfn, NULL,
1839                                 is_memblock_offlined_cb);
1840         if (ret) {
1841                 unlock_memory_hotplug();
1842                 return ret;
1843         }
1844
1845         /* remove memmap entry */
1846         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1847
1848         arch_remove_memory(start, size);
1849
1850         try_offline_node(nid);
1851
1852         unlock_memory_hotplug();
1853
1854         return 0;
1855 }
1856 #else
1857 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1858 {
1859         return -EINVAL;
1860 }
1861 int remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1862 {
1863         return -EINVAL;
1864 }
1865 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1866 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);