memory hotplug: Hot-add with sparsemem-vmemmap
[linux-2.6.git] / mm / sparse-vmemmap.c
1 /*
2  * Virtual Memory Map support
3  *
4  * (C) 2007 sgi. Christoph Lameter <clameter@sgi.com>.
5  *
6  * Virtual memory maps allow VM primitives pfn_to_page, page_to_pfn,
7  * virt_to_page, page_address() to be implemented as a base offset
8  * calculation without memory access.
9  *
10  * However, virtual mappings need a page table and TLBs. Many Linux
11  * architectures already map their physical space using 1-1 mappings
12  * via TLBs. For those arches the virtual memmory map is essentially
13  * for free if we use the same page size as the 1-1 mappings. In that
14  * case the overhead consists of a few additional pages that are
15  * allocated to create a view of memory for vmemmap.
16  *
17  * The architecture is expected to provide a vmemmap_populate() function
18  * to instantiate the mapping.
19  */
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/mmzone.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27 #include <asm/dma.h>
28 #include <asm/pgalloc.h>
29 #include <asm/pgtable.h>
30
31 /*
32  * Allocate a block of memory to be used to back the virtual memory map
33  * or to back the page tables that are used to create the mapping.
34  * Uses the main allocators if they are available, else bootmem.
35  */
36 void * __meminit vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node)
37 {
38         /* If the main allocator is up use that, fallback to bootmem. */
39         if (slab_is_available()) {
40                 struct page *page = alloc_pages_node(node,
41                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, get_order(size));
42                 if (page)
43                         return page_address(page);
44                 return NULL;
45         } else
46                 return __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(node), size, size,
47                                 __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
48 }
49
50 void __meminit vmemmap_verify(pte_t *pte, int node,
51                                 unsigned long start, unsigned long end)
52 {
53         unsigned long pfn = pte_pfn(*pte);
54         int actual_node = early_pfn_to_nid(pfn);
55
56         if (actual_node != node)
57                 printk(KERN_WARNING "[%lx-%lx] potential offnode "
58                         "page_structs\n", start, end - 1);
59 }
60
61 pte_t * __meminit vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node)
62 {
63         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
64         if (pte_none(*pte)) {
65                 pte_t entry;
66                 void *p = vmemmap_alloc_block(PAGE_SIZE, node);
67                 if (!p)
68                         return 0;
69                 entry = pfn_pte(__pa(p) >> PAGE_SHIFT, PAGE_KERNEL);
70                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, entry);
71         }
72         return pte;
73 }
74
75 pmd_t * __meminit vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node)
76 {
77         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
78         if (pmd_none(*pmd)) {
79                 void *p = vmemmap_alloc_block(PAGE_SIZE, node);
80                 if (!p)
81                         return 0;
82                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, p);
83         }
84         return pmd;
85 }
86
87 pud_t * __meminit vmemmap_pud_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node)
88 {
89         pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
90         if (pud_none(*pud)) {
91                 void *p = vmemmap_alloc_block(PAGE_SIZE, node);
92                 if (!p)
93                         return 0;
94                 pud_populate(&init_mm, pud, p);
95         }
96         return pud;
97 }
98
99 pgd_t * __meminit vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node)
100 {
101         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
102         if (pgd_none(*pgd)) {
103                 void *p = vmemmap_alloc_block(PAGE_SIZE, node);
104                 if (!p)
105                         return 0;
106                 pgd_populate(&init_mm, pgd, p);
107         }
108         return pgd;
109 }
110
111 int __meminit vmemmap_populate_basepages(struct page *start_page,
112                                                 unsigned long size, int node)
113 {
114         unsigned long addr = (unsigned long)start_page;
115         unsigned long end = (unsigned long)(start_page + size);
116         pgd_t *pgd;
117         pud_t *pud;
118         pmd_t *pmd;
119         pte_t *pte;
120
121         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
122                 pgd = vmemmap_pgd_populate(addr, node);
123                 if (!pgd)
124                         return -ENOMEM;
125                 pud = vmemmap_pud_populate(pgd, addr, node);
126                 if (!pud)
127                         return -ENOMEM;
128                 pmd = vmemmap_pmd_populate(pud, addr, node);
129                 if (!pmd)
130                         return -ENOMEM;
131                 pte = vmemmap_pte_populate(pmd, addr, node);
132                 if (!pte)
133                         return -ENOMEM;
134                 vmemmap_verify(pte, node, addr, addr + PAGE_SIZE);
135         }
136
137         return 0;
138 }
139
140 struct page * __meminit sparse_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid)
141 {
142         struct page *map = pfn_to_page(pnum * PAGES_PER_SECTION);
143         int error = vmemmap_populate(map, PAGES_PER_SECTION, nid);
144         if (error)
145                 return NULL;
146
147         return map;
148 }