Merge branch 'x86-bsp-hotplug-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-3.10.git] / mm / memory_hotplug.c
1 /*
2  *  linux/mm/memory_hotplug.c
3  *
4  *  Copyright (C)
5  */
6
7 #include <linux/stddef.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/swap.h>
10 #include <linux/interrupt.h>
11 #include <linux/pagemap.h>
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/pagevec.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memory_hotplug.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/migrate.h>
27 #include <linux/page-isolation.h>
28 #include <linux/pfn.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/firmware-map.h>
32
33 #include <asm/tlbflush.h>
34
35 #include "internal.h"
36
37 /*
38  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
39  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
40  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
41  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
42  */
43
44 static void generic_online_page(struct page *page);
45
46 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
47
48 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
49
50 void lock_memory_hotplug(void)
51 {
52         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
53
54         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
55         lock_system_sleep();
56 }
57
58 void unlock_memory_hotplug(void)
59 {
60         unlock_system_sleep();
61         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
62 }
63
64
65 /* add this memory to iomem resource */
66 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
67 {
68         struct resource *res;
69         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
70         BUG_ON(!res);
71
72         res->name = "System RAM";
73         res->start = start;
74         res->end = start + size - 1;
75         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
76         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
77                 printk("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
78                 kfree(res);
79                 res = NULL;
80         }
81         return res;
82 }
83
84 static void release_memory_resource(struct resource *res)
85 {
86         if (!res)
87                 return;
88         release_resource(res);
89         kfree(res);
90         return;
91 }
92
93 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
94 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
95 static void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
96                              unsigned long type)
97 {
98         page->lru.next = (struct list_head *) type;
99         SetPagePrivate(page);
100         set_page_private(page, info);
101         atomic_inc(&page->_count);
102 }
103
104 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
105  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
106 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
107 {
108         unsigned long type;
109
110         type = (unsigned long) page->lru.next;
111         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
112                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
113
114         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
115                 ClearPagePrivate(page);
116                 set_page_private(page, 0);
117                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
118                 __free_pages_bootmem(page, 0);
119         }
120
121 }
122
123 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
124 {
125         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
126         struct mem_section *ms;
127         struct page *page, *memmap;
128
129         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
130         ms = __nr_to_section(section_nr);
131
132         /* Get section's memmap address */
133         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
134
135         /*
136          * Get page for the memmap's phys address
137          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
138          */
139         page = virt_to_page(memmap);
140         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
141         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
142
143         /* remember memmap's page */
144         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
145                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
146
147         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
148         page = virt_to_page(usemap);
149
150         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
151
152         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
153                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
154
155 }
156
157 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
158 {
159         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
160         int node = pgdat->node_id;
161         struct page *page;
162         struct zone *zone;
163
164         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
165         page = virt_to_page(pgdat);
166
167         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
168                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
169
170         zone = &pgdat->node_zones[0];
171         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
172                 if (zone->wait_table) {
173                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
174                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
175                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
176                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
177
178                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
179                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
180                 }
181         }
182
183         pfn = pgdat->node_start_pfn;
184         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
185
186         /* register_section info */
187         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
188                 /*
189                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
190                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
191                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
192                  * reside in some other node.
193                  */
194                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
195                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
196         }
197 }
198 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
199
200 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
201                            unsigned long end_pfn)
202 {
203         unsigned long old_zone_end_pfn;
204
205         zone_span_writelock(zone);
206
207         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
208         if (!zone->spanned_pages || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
209                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
210
211         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
212                                 zone->zone_start_pfn;
213
214         zone_span_writeunlock(zone);
215 }
216
217 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
218                 unsigned long end_pfn)
219 {
220         zone_span_writelock(zone);
221
222         if (end_pfn - start_pfn) {
223                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
224                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
225         } else {
226                 /*
227                  * make it consist as free_area_init_core(),
228                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
229                  */
230                 zone->zone_start_pfn = 0;
231                 zone->spanned_pages = 0;
232         }
233
234         zone_span_writeunlock(zone);
235 }
236
237 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
238                 unsigned long end_pfn)
239 {
240         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
241         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
242         unsigned long pfn;
243
244         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
245                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
246 }
247
248 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
249                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
250 {
251         int ret;
252         unsigned long flags;
253         unsigned long z1_start_pfn;
254
255         if (!z1->wait_table) {
256                 ret = init_currently_empty_zone(z1, start_pfn,
257                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
258                 if (ret)
259                         return ret;
260         }
261
262         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
263
264         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
265         if (end_pfn > z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages)
266                 goto out_fail;
267         /* the move out part mast at the left most of @z2 */
268         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
269                 goto out_fail;
270         /* must included/overlap */
271         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
272                 goto out_fail;
273
274         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
275         if (z1->spanned_pages)
276                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
277         else
278                 z1_start_pfn = start_pfn;
279
280         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
281         resize_zone(z2, end_pfn, z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages);
282
283         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
284
285         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
286
287         return 0;
288 out_fail:
289         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
290         return -1;
291 }
292
293 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
294                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
295 {
296         int ret;
297         unsigned long flags;
298         unsigned long z2_end_pfn;
299
300         if (!z2->wait_table) {
301                 ret = init_currently_empty_zone(z2, start_pfn,
302                         end_pfn - start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
303                 if (ret)
304                         return ret;
305         }
306
307         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
308
309         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
310         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
311                 goto out_fail;
312         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
313         if (z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages >  end_pfn)
314                 goto out_fail;
315         /* must included/overlap */
316         if (start_pfn >= z1->zone_start_pfn + z1->spanned_pages)
317                 goto out_fail;
318
319         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
320         if (z2->spanned_pages)
321                 z2_end_pfn = z2->zone_start_pfn + z2->spanned_pages;
322         else
323                 z2_end_pfn = end_pfn;
324
325         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
326         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
327
328         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
329
330         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
331
332         return 0;
333 out_fail:
334         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
335         return -1;
336 }
337
338 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
339                             unsigned long end_pfn)
340 {
341         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
342                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
343
344         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
345                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
346
347         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
348                                         pgdat->node_start_pfn;
349 }
350
351 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
352 {
353         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
354         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
355         int nid = pgdat->node_id;
356         int zone_type;
357         unsigned long flags;
358
359         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
360         if (!zone->wait_table) {
361                 int ret;
362
363                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
364                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
365                 if (ret)
366                         return ret;
367         }
368         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
369         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
370         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
371                         phys_start_pfn + nr_pages);
372         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
373         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
374                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
375         return 0;
376 }
377
378 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
379                                         unsigned long phys_start_pfn)
380 {
381         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
382         int ret;
383
384         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
385                 return -EEXIST;
386
387         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
388
389         if (ret < 0)
390                 return ret;
391
392         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
393
394         if (ret < 0)
395                 return ret;
396
397         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
398 }
399
400 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
401 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
402 {
403         /*
404          * XXX: Freeing memmap with vmemmap is not implement yet.
405          *      This should be removed later.
406          */
407         return -EBUSY;
408 }
409 #else
410 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
411 {
412         unsigned long flags;
413         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
414         int ret = -EINVAL;
415
416         if (!valid_section(ms))
417                 return ret;
418
419         ret = unregister_memory_section(ms);
420         if (ret)
421                 return ret;
422
423         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
424         sparse_remove_one_section(zone, ms);
425         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
426         return 0;
427 }
428 #endif
429
430 /*
431  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
432  * expected that archs that support memory hotplug will
433  * call this function after deciding the zone to which to
434  * add the new pages.
435  */
436 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
437                         unsigned long nr_pages)
438 {
439         unsigned long i;
440         int err = 0;
441         int start_sec, end_sec;
442         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
443         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
444         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
445
446         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
447                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
448
449                 /*
450                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
451                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
452                  * Warning will be printed if there is collision.
453                  */
454                 if (err && (err != -EEXIST))
455                         break;
456                 err = 0;
457         }
458
459         return err;
460 }
461 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
462
463 /**
464  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
465  * @zone: zone from which pages need to be removed
466  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
467  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
468  *
469  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
470  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
471  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
472  * calling offline_pages().
473  */
474 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
475                  unsigned long nr_pages)
476 {
477         unsigned long i, ret = 0;
478         int sections_to_remove;
479
480         /*
481          * We can only remove entire sections
482          */
483         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
484         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
485
486         release_mem_region(phys_start_pfn << PAGE_SHIFT, nr_pages * PAGE_SIZE);
487
488         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
489         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
490                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
491                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
492                 if (ret)
493                         break;
494         }
495         return ret;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
498
499 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
500 {
501         int rc = -EINVAL;
502
503         lock_memory_hotplug();
504
505         if (online_page_callback == generic_online_page) {
506                 online_page_callback = callback;
507                 rc = 0;
508         }
509
510         unlock_memory_hotplug();
511
512         return rc;
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
515
516 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
517 {
518         int rc = -EINVAL;
519
520         lock_memory_hotplug();
521
522         if (online_page_callback == callback) {
523                 online_page_callback = generic_online_page;
524                 rc = 0;
525         }
526
527         unlock_memory_hotplug();
528
529         return rc;
530 }
531 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
532
533 void __online_page_set_limits(struct page *page)
534 {
535         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
536
537         if (pfn >= num_physpages)
538                 num_physpages = pfn + 1;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
541
542 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
543 {
544         totalram_pages++;
545
546 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
547         if (PageHighMem(page))
548                 totalhigh_pages++;
549 #endif
550 }
551 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
552
553 void __online_page_free(struct page *page)
554 {
555         ClearPageReserved(page);
556         init_page_count(page);
557         __free_page(page);
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
560
561 static void generic_online_page(struct page *page)
562 {
563         __online_page_set_limits(page);
564         __online_page_increment_counters(page);
565         __online_page_free(page);
566 }
567
568 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
569                         void *arg)
570 {
571         unsigned long i;
572         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
573         struct page *page;
574         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
575                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
576                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
577                         (*online_page_callback)(page);
578                         onlined_pages++;
579                 }
580         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
581         return 0;
582 }
583
584 /* ensure every online node has NORMAL memory */
585 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
586 {
587         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
588 }
589
590 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
591 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
592         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
593 {
594         int nid = zone_to_nid(zone);
595         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
596
597         /*
598          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
599          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
600          *
601          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
602          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
603          */
604         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
605                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
606
607         /*
608          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
609          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
610          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
611          * the memory is online.
612          */
613         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
614                 arg->status_change_nid_normal = nid;
615         else
616                 arg->status_change_nid_normal = -1;
617
618         /*
619          * if the node don't have memory befor online, we will need to
620          * set the node to node_states[N_HIGH_MEMORY] after the memory
621          * is online.
622          */
623         if (!node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
624                 arg->status_change_nid = nid;
625         else
626                 arg->status_change_nid = -1;
627 }
628
629 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
630 {
631         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
632                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
633
634         node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
635 }
636
637
638 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
639 {
640         unsigned long onlined_pages = 0;
641         struct zone *zone;
642         int need_zonelists_rebuild = 0;
643         int nid;
644         int ret;
645         struct memory_notify arg;
646
647         lock_memory_hotplug();
648         /*
649          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
650          * The section can't be removed here because of the
651          * memory_block->state_mutex.
652          */
653         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
654
655         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
656             !can_online_high_movable(zone)) {
657                 unlock_memory_hotplug();
658                 return -1;
659         }
660
661         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
662                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages)) {
663                         unlock_memory_hotplug();
664                         return -1;
665                 }
666         }
667         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
668                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages)) {
669                         unlock_memory_hotplug();
670                         return -1;
671                 }
672         }
673
674         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
675         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
676
677         arg.start_pfn = pfn;
678         arg.nr_pages = nr_pages;
679         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
680
681         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
682
683         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
684         ret = notifier_to_errno(ret);
685         if (ret) {
686                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
687                 unlock_memory_hotplug();
688                 return ret;
689         }
690         /*
691          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
692          * This means the page allocator ignores this zone.
693          * So, zonelist must be updated after online.
694          */
695         mutex_lock(&zonelists_mutex);
696         if (!populated_zone(zone)) {
697                 need_zonelists_rebuild = 1;
698                 build_all_zonelists(NULL, zone);
699         }
700
701         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
702                 online_pages_range);
703         if (ret) {
704                 if (need_zonelists_rebuild)
705                         zone_pcp_reset(zone);
706                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
707                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
708                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
709                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
710                             << PAGE_SHIFT) - 1);
711                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
712                 unlock_memory_hotplug();
713                 return ret;
714         }
715
716         zone->present_pages += onlined_pages;
717         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
718         if (onlined_pages) {
719                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
720                 if (need_zonelists_rebuild)
721                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
722                 else
723                         zone_pcp_update(zone);
724         }
725
726         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
727
728         init_per_zone_wmark_min();
729
730         if (onlined_pages)
731                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
732
733         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
734
735         writeback_set_ratelimit();
736
737         if (onlined_pages)
738                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
739         unlock_memory_hotplug();
740
741         return 0;
742 }
743 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
744
745 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
746 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
747 {
748         struct pglist_data *pgdat;
749         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
750         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
751         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
752
753         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
754         if (!pgdat)
755                 return NULL;
756
757         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
758
759         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
760
761         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
762         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
763
764         /*
765          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
766          * to access not-initialized zonelist, build here.
767          */
768         mutex_lock(&zonelists_mutex);
769         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
770         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
771
772         return pgdat;
773 }
774
775 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
776 {
777         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
778         arch_free_nodedata(pgdat);
779         return;
780 }
781
782
783 /*
784  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
785  */
786 int mem_online_node(int nid)
787 {
788         pg_data_t       *pgdat;
789         int     ret;
790
791         lock_memory_hotplug();
792         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
793         if (!pgdat) {
794                 ret = -ENOMEM;
795                 goto out;
796         }
797         node_set_online(nid);
798         ret = register_one_node(nid);
799         BUG_ON(ret);
800
801 out:
802         unlock_memory_hotplug();
803         return ret;
804 }
805
806 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
807 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
808 {
809         pg_data_t *pgdat = NULL;
810         int new_pgdat = 0;
811         struct resource *res;
812         int ret;
813
814         lock_memory_hotplug();
815
816         res = register_memory_resource(start, size);
817         ret = -EEXIST;
818         if (!res)
819                 goto out;
820
821         if (!node_online(nid)) {
822                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
823                 ret = -ENOMEM;
824                 if (!pgdat)
825                         goto error;
826                 new_pgdat = 1;
827         }
828
829         /* call arch's memory hotadd */
830         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
831
832         if (ret < 0)
833                 goto error;
834
835         /* we online node here. we can't roll back from here. */
836         node_set_online(nid);
837
838         if (new_pgdat) {
839                 ret = register_one_node(nid);
840                 /*
841                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
842                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
843                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
844                  */
845                 BUG_ON(ret);
846         }
847
848         /* create new memmap entry */
849         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
850
851         goto out;
852
853 error:
854         /* rollback pgdat allocation and others */
855         if (new_pgdat)
856                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
857         if (res)
858                 release_memory_resource(res);
859
860 out:
861         unlock_memory_hotplug();
862         return ret;
863 }
864 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
865
866 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
867 /*
868  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
869  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
870  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
871  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
872  * be located at the start of the pageblock
873  */
874 static inline int pageblock_free(struct page *page)
875 {
876         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
877 }
878
879 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
880 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
881 {
882         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
883         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
884
885         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
886         if (pageblock_free(page)) {
887                 int order;
888                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
889                 order = page_order(page);
890                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
891                         return page + (1 << order);
892         }
893
894         return page + pageblock_nr_pages;
895 }
896
897 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
898 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
899 {
900         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
901         struct page *end_page = page + nr_pages;
902
903         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
904         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
905                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
906                         return 0;
907                 cond_resched();
908         }
909
910         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
911         return 1;
912 }
913
914 /*
915  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
916  */
917 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
918 {
919         unsigned long pfn;
920         struct zone *zone = NULL;
921         struct page *page;
922         int i;
923         for (pfn = start_pfn;
924              pfn < end_pfn;
925              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
926                 i = 0;
927                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
928                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
929                         i++;
930                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
931                         continue;
932                 page = pfn_to_page(pfn + i);
933                 if (zone && page_zone(page) != zone)
934                         return 0;
935                 zone = page_zone(page);
936         }
937         return 1;
938 }
939
940 /*
941  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
942  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
943  */
944 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
945 {
946         unsigned long pfn;
947         struct page *page;
948         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
949                 if (pfn_valid(pfn)) {
950                         page = pfn_to_page(pfn);
951                         if (PageLRU(page))
952                                 return pfn;
953                 }
954         }
955         return 0;
956 }
957
958 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
959 static int
960 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
961 {
962         unsigned long pfn;
963         struct page *page;
964         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
965         int not_managed = 0;
966         int ret = 0;
967         LIST_HEAD(source);
968
969         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
970                 if (!pfn_valid(pfn))
971                         continue;
972                 page = pfn_to_page(pfn);
973                 if (!get_page_unless_zero(page))
974                         continue;
975                 /*
976                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
977                  * LRU.
978                  */
979                 ret = isolate_lru_page(page);
980                 if (!ret) { /* Success */
981                         put_page(page);
982                         list_add_tail(&page->lru, &source);
983                         move_pages--;
984                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
985                                             page_is_file_cache(page));
986
987                 } else {
988 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
989                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
990                                pfn);
991                         dump_page(page);
992 #endif
993                         put_page(page);
994                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
995                            check this again here. */
996                         if (page_count(page)) {
997                                 not_managed++;
998                                 ret = -EBUSY;
999                                 break;
1000                         }
1001                 }
1002         }
1003         if (!list_empty(&source)) {
1004                 if (not_managed) {
1005                         putback_lru_pages(&source);
1006                         goto out;
1007                 }
1008
1009                 /*
1010                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1011                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1012                  */
1013                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, 0,
1014                                                         true, MIGRATE_SYNC);
1015                 if (ret)
1016                         putback_lru_pages(&source);
1017         }
1018 out:
1019         return ret;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1024  */
1025 static int
1026 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1027                         void *data)
1028 {
1029         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static void
1034 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1035 {
1036         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1037                                 offline_isolated_pages_cb);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1042  */
1043 static int
1044 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1045                         void *data)
1046 {
1047         int ret;
1048         long offlined = *(long *)data;
1049         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1050         offlined = nr_pages;
1051         if (!ret)
1052                 *(long *)data += offlined;
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 static long
1057 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1058 {
1059         long offlined = 0;
1060         int ret;
1061
1062         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1063                         check_pages_isolated_cb);
1064         if (ret < 0)
1065                 offlined = (long)ret;
1066         return offlined;
1067 }
1068
1069 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1070 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1071 {
1072         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1073         unsigned long present_pages = 0;
1074         enum zone_type zt;
1075
1076         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1077                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1078
1079         if (present_pages > nr_pages)
1080                 return true;
1081
1082         present_pages = 0;
1083         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1084                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1085
1086         /*
1087          * we can't offline the last normal memory until all
1088          * higher memory is offlined.
1089          */
1090         return present_pages == 0;
1091 }
1092
1093 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1094 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1095                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1096 {
1097         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1098         unsigned long present_pages = 0;
1099         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1100
1101         /*
1102          * If we have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1103          * which have 0...ZONE_NORMAL, set zone_last to ZONE_NORMAL.
1104          *
1105          * If we don't have HIGHMEM, node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes
1106          * which have 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1107          */
1108         if (N_HIGH_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1109                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1110
1111         /*
1112          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1113          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1114          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1115          * become empty after offline , thus we can determind we will
1116          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1117          */
1118         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1119                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1120         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1121                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1122         else
1123                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1124
1125         /*
1126          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1127          */
1128         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1129
1130         /*
1131          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1132          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1133          * we can determind we will need to clear the node from
1134          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1135          */
1136         for (; zt <= zone_last; zt++)
1137                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1138         if (nr_pages >= present_pages)
1139                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1140         else
1141                 arg->status_change_nid = -1;
1142 }
1143
1144 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1145 {
1146         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1147                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1148
1149         if ((N_HIGH_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1150             (arg->status_change_nid >= 0))
1151                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1152 }
1153
1154 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1155                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1156 {
1157         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1158         long offlined_pages;
1159         int ret, drain, retry_max, node;
1160         struct zone *zone;
1161         struct memory_notify arg;
1162
1163         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
1164         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1165         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1166                 return -EINVAL;
1167         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1168                 return -EINVAL;
1169         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1170            we assume this for now. .*/
1171         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1172                 return -EINVAL;
1173
1174         lock_memory_hotplug();
1175
1176         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1177         node = zone_to_nid(zone);
1178         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1179
1180         ret = -EINVAL;
1181         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1182                 goto out;
1183
1184         /* set above range as isolated */
1185         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1186                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1187         if (ret)
1188                 goto out;
1189
1190         arg.start_pfn = start_pfn;
1191         arg.nr_pages = nr_pages;
1192         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1193
1194         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1195         ret = notifier_to_errno(ret);
1196         if (ret)
1197                 goto failed_removal;
1198
1199         pfn = start_pfn;
1200         expire = jiffies + timeout;
1201         drain = 0;
1202         retry_max = 5;
1203 repeat:
1204         /* start memory hot removal */
1205         ret = -EAGAIN;
1206         if (time_after(jiffies, expire))
1207                 goto failed_removal;
1208         ret = -EINTR;
1209         if (signal_pending(current))
1210                 goto failed_removal;
1211         ret = 0;
1212         if (drain) {
1213                 lru_add_drain_all();
1214                 cond_resched();
1215                 drain_all_pages();
1216         }
1217
1218         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
1219         if (pfn) { /* We have page on LRU */
1220                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1221                 if (!ret) {
1222                         drain = 1;
1223                         goto repeat;
1224                 } else {
1225                         if (ret < 0)
1226                                 if (--retry_max == 0)
1227                                         goto failed_removal;
1228                         yield();
1229                         drain = 1;
1230                         goto repeat;
1231                 }
1232         }
1233         /* drain all zone's lru pagevec, this is asyncronous... */
1234         lru_add_drain_all();
1235         yield();
1236         /* drain pcp pages , this is synchrouns. */
1237         drain_all_pages();
1238         /* check again */
1239         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1240         if (offlined_pages < 0) {
1241                 ret = -EBUSY;
1242                 goto failed_removal;
1243         }
1244         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1245         /* Ok, all of our target is islaoted.
1246            We cannot do rollback at this point. */
1247         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1248         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1249         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1250         /* removal success */
1251         zone->present_pages -= offlined_pages;
1252         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1253         totalram_pages -= offlined_pages;
1254
1255         init_per_zone_wmark_min();
1256
1257         if (!populated_zone(zone)) {
1258                 zone_pcp_reset(zone);
1259                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1260                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1261                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1262         } else
1263                 zone_pcp_update(zone);
1264
1265         node_states_clear_node(node, &arg);
1266         if (arg.status_change_nid >= 0)
1267                 kswapd_stop(node);
1268
1269         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1270         writeback_set_ratelimit();
1271
1272         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1273         unlock_memory_hotplug();
1274         return 0;
1275
1276 failed_removal:
1277         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1278                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1279                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1280         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1281         /* pushback to free area */
1282         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1283
1284 out:
1285         unlock_memory_hotplug();
1286         return ret;
1287 }
1288
1289 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1290 {
1291         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1292 }
1293
1294 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1295 {
1296         struct memory_block *mem = NULL;
1297         struct mem_section *section;
1298         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1299         unsigned long pfn, section_nr;
1300         int ret;
1301
1302         start_pfn = PFN_DOWN(start);
1303         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
1304
1305         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1306                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1307                 if (!present_section_nr(section_nr))
1308                         continue;
1309
1310                 section = __nr_to_section(section_nr);
1311                 /* same memblock? */
1312                 if (mem)
1313                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1314                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1315                                 continue;
1316
1317                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1318                 if (!mem)
1319                         continue;
1320
1321                 ret = offline_memory_block(mem);
1322                 if (ret) {
1323                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1324                         return ret;
1325                 }
1326         }
1327
1328         if (mem)
1329                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1330
1331         return 0;
1332 }
1333 #else
1334 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1335 {
1336         return -EINVAL;
1337 }
1338 int remove_memory(u64 start, u64 size)
1339 {
1340         return -EINVAL;
1341 }
1342 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1343 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);