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/compiler.h>
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/pagevec.h>
  15 #include <linux/writeback.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/sysctl.h>
  18 #include <linux/cpu.h>
  19 #include <linux/memory.h>
  20 #include <linux/memory_hotplug.h>
  21 #include <linux/highmem.h>
  22 #include <linux/vmalloc.h>
  23 #include <linux/ioport.h>
  24 #include <linux/delay.h>
  25 #include <linux/migrate.h>
  26 #include <linux/page-isolation.h>
  27 #include <linux/pfn.h>
  28 #include <linux/suspend.h>
  29 #include <linux/mm_inline.h>
  30 #include <linux/firmware-map.h>
  31 #include <linux/stop_machine.h>
  32 #include <linux/hugetlb.h>
  33 #include <linux/memblock.h>
  34
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36
  37 #include "internal.h"
  38
  39 /*
  40  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
  41  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
  42  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
  43  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
  44  */
  45
  46 static void generic_online_page(struct page *page);
  47
  48 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
  49 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
  50
  51 /* The same as the cpu_hotplug lock, but for memory hotplug. */
  52 static struct {
  53         struct task_struct *active_writer;
  54         struct mutex lock; /* Synchronizes accesses to refcount, */
  55         /*
  56          * Also blocks the new readers during
  57          * an ongoing mem hotplug operation.
  58          */
  59         int refcount;
  60
  61 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  62         struct lockdep_map dep_map;
  63 #endif
  64 } mem_hotplug = {
  65         .active_writer = NULL,
  66         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(mem_hotplug.lock),
  67         .refcount = 0,
  68 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  69         .dep_map = {.name = "mem_hotplug.lock" },
  70 #endif
  71 };
  72
  73 /* Lockdep annotations for get/put_online_mems() and mem_hotplug_begin/end() */
  74 #define memhp_lock_acquire_read() lock_map_acquire_read(&mem_hotplug.dep_map)
  75 #define memhp_lock_acquire()      lock_map_acquire(&mem_hotplug.dep_map)
  76 #define memhp_lock_release()      lock_map_release(&mem_hotplug.dep_map)
  77
  78 void get_online_mems(void)
  79 {
  80         might_sleep();
  81         if (mem_hotplug.active_writer == current)
  82                 return;
  83         memhp_lock_acquire_read();
  84         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
  85         mem_hotplug.refcount++;
  86         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
  87
  88 }
  89
  90 void put_online_mems(void)
  91 {
  92         if (mem_hotplug.active_writer == current)
  93                 return;
  94         mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
  95
  96         if (WARN_ON(!mem_hotplug.refcount))
  97                 mem_hotplug.refcount++; /* try to fix things up */
  98
  99         if (!--mem_hotplug.refcount && unlikely(mem_hotplug.active_writer))
 100                 wake_up_process(mem_hotplug.active_writer);
 101         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
 102         memhp_lock_release();
 103
 104 }
 105
 106 static void mem_hotplug_begin(void)
 107 {
 108         mem_hotplug.active_writer = current;
 109
 110         memhp_lock_acquire();
 111         for (;;) {
 112                 mutex_lock(&mem_hotplug.lock);
 113                 if (likely(!mem_hotplug.refcount))
 114                         break;
 115                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 116                 mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
 117                 schedule();
 118         }
 119 }
 120
 121 static void mem_hotplug_done(void)
 122 {
 123         mem_hotplug.active_writer = NULL;
 124         mutex_unlock(&mem_hotplug.lock);
 125         memhp_lock_release();
 126 }
 127
 128 /* add this memory to iomem resource */
 129 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
 130 {
 131         struct resource *res;
 132         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 133         BUG_ON(!res);
 134
 135         res->name = "System RAM";
 136         res->start = start;
 137         res->end = start + size - 1;
 138         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
 139         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
 140                 pr_debug("System RAM resource %pR cannot be added\n", res);
 141                 kfree(res);
 142                 res = NULL;
 143         }
 144         return res;
 145 }
 146
 147 static void release_memory_resource(struct resource *res)
 148 {
 149         if (!res)
 150                 return;
 151         release_resource(res);
 152         kfree(res);
 153         return;
 154 }
 155
 156 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
 157 void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
 158                       unsigned long type)
 159 {
 160         page->lru.next = (struct list_head *) type;
 161         SetPagePrivate(page);
 162         set_page_private(page, info);
 163         atomic_inc(&page->_count);
 164 }
 165
 166 void put_page_bootmem(struct page *page)
 167 {
 168         unsigned long type;
 169
 170         type = (unsigned long) page->lru.next;
 171         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 172                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 173
 174         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 175                 ClearPagePrivate(page);
 176                 set_page_private(page, 0);
 177                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 178                 free_reserved_page(page);
 179         }
 180 }
 181
 182 #ifdef CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE
 183 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 184 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 185 {
 186         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 187         struct mem_section *ms;
 188         struct page *page, *memmap;
 189
 190         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 191         ms = __nr_to_section(section_nr);
 192
 193         /* Get section's memmap address */
 194         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 195
 196         /*
 197          * Get page for the memmap's phys address
 198          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 199          */
 200         page = virt_to_page(memmap);
 201         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 202         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 203
 204         /* remember memmap's page */
 205         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 206                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 207
 208         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 209         page = virt_to_page(usemap);
 210
 211         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 212
 213         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 214                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 215
 216 }
 217 #else /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 218 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 219 {
 220         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 221         struct mem_section *ms;
 222         struct page *page, *memmap;
 223
 224         if (!pfn_valid(start_pfn))
 225                 return;
 226
 227         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 228         ms = __nr_to_section(section_nr);
 229
 230         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 231
 232         register_page_bootmem_memmap(section_nr, memmap, PAGES_PER_SECTION);
 233
 234         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 235         page = virt_to_page(usemap);
 236
 237         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 238
 239         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 240                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 241 }
 242 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 243
 244 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 245 {
 246         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 247         int node = pgdat->node_id;
 248         struct page *page;
 249         struct zone *zone;
 250
 251         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 252         page = virt_to_page(pgdat);
 253
 254         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 255                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 256
 257         zone = &pgdat->node_zones[0];
 258         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 259                 if (zone_is_initialized(zone)) {
 260                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 261                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 262                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 263                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 264
 265                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 266                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 267                 }
 268         }
 269
 270         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 271         end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 272
 273         /* register section info */
 274         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 275                 /*
 276                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 277                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 278                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 279                  * reside in some other nodes.
 280                  */
 281                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 282                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 283         }
 284 }
 285 #endif /* CONFIG_HAVE_BOOTMEM_INFO_NODE */
 286
 287 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 288                            unsigned long end_pfn)
 289 {
 290         unsigned long old_zone_end_pfn;
 291
 292         zone_span_writelock(zone);
 293
 294         old_zone_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
 295         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 296                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 297
 298         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 299                                 zone->zone_start_pfn;
 300
 301         zone_span_writeunlock(zone);
 302 }
 303
 304 static void resize_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 305                 unsigned long end_pfn)
 306 {
 307         zone_span_writelock(zone);
 308
 309         if (end_pfn - start_pfn) {
 310                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 311                 zone->spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 312         } else {
 313                 /*
 314                  * make it consist as free_area_init_core(),
 315                  * if spanned_pages = 0, then keep start_pfn = 0
 316                  */
 317                 zone->zone_start_pfn = 0;
 318                 zone->spanned_pages = 0;
 319         }
 320
 321         zone_span_writeunlock(zone);
 322 }
 323
 324 static void fix_zone_id(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 325                 unsigned long end_pfn)
 326 {
 327         enum zone_type zid = zone_idx(zone);
 328         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 329         unsigned long pfn;
 330
 331         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++)
 332                 set_page_links(pfn_to_page(pfn), zid, nid, pfn);
 333 }
 334
 335 /* Can fail with -ENOMEM from allocating a wait table with vmalloc() or
 336  * alloc_bootmem_node_nopanic()/memblock_virt_alloc_node_nopanic() */
 337 static int __ref ensure_zone_is_initialized(struct zone *zone,
 338                         unsigned long start_pfn, unsigned long num_pages)
 339 {
 340         if (!zone_is_initialized(zone))
 341                 return init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, num_pages,
 342                                                  MEMMAP_HOTPLUG);
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 static int __meminit move_pfn_range_left(struct zone *z1, struct zone *z2,
 347                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 348 {
 349         int ret;
 350         unsigned long flags;
 351         unsigned long z1_start_pfn;
 352
 353         ret = ensure_zone_is_initialized(z1, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 354         if (ret)
 355                 return ret;
 356
 357         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 358
 359         /* can't move pfns which are higher than @z2 */
 360         if (end_pfn > zone_end_pfn(z2))
 361                 goto out_fail;
 362         /* the move out part must be at the left most of @z2 */
 363         if (start_pfn > z2->zone_start_pfn)
 364                 goto out_fail;
 365         /* must included/overlap */
 366         if (end_pfn <= z2->zone_start_pfn)
 367                 goto out_fail;
 368
 369         /* use start_pfn for z1's start_pfn if z1 is empty */
 370         if (!zone_is_empty(z1))
 371                 z1_start_pfn = z1->zone_start_pfn;
 372         else
 373                 z1_start_pfn = start_pfn;
 374
 375         resize_zone(z1, z1_start_pfn, end_pfn);
 376         resize_zone(z2, end_pfn, zone_end_pfn(z2));
 377
 378         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 379
 380         fix_zone_id(z1, start_pfn, end_pfn);
 381
 382         return 0;
 383 out_fail:
 384         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 385         return -1;
 386 }
 387
 388 static int __meminit move_pfn_range_right(struct zone *z1, struct zone *z2,
 389                 unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 390 {
 391         int ret;
 392         unsigned long flags;
 393         unsigned long z2_end_pfn;
 394
 395         ret = ensure_zone_is_initialized(z2, start_pfn, end_pfn - start_pfn);
 396         if (ret)
 397                 return ret;
 398
 399         pgdat_resize_lock(z1->zone_pgdat, &flags);
 400
 401         /* can't move pfns which are lower than @z1 */
 402         if (z1->zone_start_pfn > start_pfn)
 403                 goto out_fail;
 404         /* the move out part mast at the right most of @z1 */
 405         if (zone_end_pfn(z1) >  end_pfn)
 406                 goto out_fail;
 407         /* must included/overlap */
 408         if (start_pfn >= zone_end_pfn(z1))
 409                 goto out_fail;
 410
 411         /* use end_pfn for z2's end_pfn if z2 is empty */
 412         if (!zone_is_empty(z2))
 413                 z2_end_pfn = zone_end_pfn(z2);
 414         else
 415                 z2_end_pfn = end_pfn;
 416
 417         resize_zone(z1, z1->zone_start_pfn, start_pfn);
 418         resize_zone(z2, start_pfn, z2_end_pfn);
 419
 420         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 421
 422         fix_zone_id(z2, start_pfn, end_pfn);
 423
 424         return 0;
 425 out_fail:
 426         pgdat_resize_unlock(z1->zone_pgdat, &flags);
 427         return -1;
 428 }
 429
 430 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 431                             unsigned long end_pfn)
 432 {
 433         unsigned long old_pgdat_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
 434
 435         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 436                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 437
 438         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 439                                         pgdat->node_start_pfn;
 440 }
 441
 442 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 443 {
 444         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 445         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 446         int nid = pgdat->node_id;
 447         int zone_type;
 448         unsigned long flags;
 449         int ret;
 450
 451         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 452         ret = ensure_zone_is_initialized(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 453         if (ret)
 454                 return ret;
 455
 456         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 457         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 458         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 459                         phys_start_pfn + nr_pages);
 460         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 461         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 462                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 467                                         unsigned long phys_start_pfn)
 468 {
 469         int ret;
 470
 471         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 472                 return -EEXIST;
 473
 474         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn);
 475
 476         if (ret < 0)
 477                 return ret;
 478
 479         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 480
 481         if (ret < 0)
 482                 return ret;
 483
 484         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 489  * expected that archs that support memory hotplug will
 490  * call this function after deciding the zone to which to
 491  * add the new pages.
 492  */
 493 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 494                         unsigned long nr_pages)
 495 {
 496         unsigned long i;
 497         int err = 0;
 498         int start_sec, end_sec;
 499         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 500         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 501         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 502
 503         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 504                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 505
 506                 /*
 507                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 508                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 509                  * Warning will be printed if there is collision.
 510                  */
 511                 if (err && (err != -EEXIST))
 512                         break;
 513                 err = 0;
 514         }
 515
 516         return err;
 517 }
 518 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 519
 520 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 521 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
 522 static int find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 523                                      unsigned long start_pfn,
 524                                      unsigned long end_pfn)
 525 {
 526         struct mem_section *ms;
 527
 528         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 529                 ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 530
 531                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 532                         continue;
 533
 534                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
 535                         continue;
 536
 537                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
 538                         continue;
 539
 540                 return start_pfn;
 541         }
 542
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
 547 static int find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
 548                                     unsigned long start_pfn,
 549                                     unsigned long end_pfn)
 550 {
 551         struct mem_section *ms;
 552         unsigned long pfn;
 553
 554         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
 555         pfn = end_pfn - 1;
 556         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SECTION) {
 557                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 558
 559                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 560                         continue;
 561
 562                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
 563                         continue;
 564
 565                 if (zone && zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
 566                         continue;
 567
 568                 return pfn;
 569         }
 570
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 575                              unsigned long end_pfn)
 576 {
 577         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 578         unsigned long z = zone_end_pfn(zone); /* zone_end_pfn namespace clash */
 579         unsigned long zone_end_pfn = z;
 580         unsigned long pfn;
 581         struct mem_section *ms;
 582         int nid = zone_to_nid(zone);
 583
 584         zone_span_writelock(zone);
 585         if (zone_start_pfn == start_pfn) {
 586                 /*
 587                  * If the section is smallest section in the zone, it need
 588                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
 589                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 590                  * for shrinking zone.
 591                  */
 592                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
 593                                                 zone_end_pfn);
 594                 if (pfn) {
 595                         zone->zone_start_pfn = pfn;
 596                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn - pfn;
 597                 }
 598         } else if (zone_end_pfn == end_pfn) {
 599                 /*
 600                  * If the section is biggest section in the zone, it need
 601                  * shrink zone->spanned_pages.
 602                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 603                  * shrinking zone.
 604                  */
 605                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone_start_pfn,
 606                                                start_pfn);
 607                 if (pfn)
 608                         zone->spanned_pages = pfn - zone_start_pfn + 1;
 609         }
 610
 611         /*
 612          * The section is not biggest or smallest mem_section in the zone, it
 613          * only creates a hole in the zone. So in this case, we need not
 614          * change the zone. But perhaps, the zone has only hole data. Thus
 615          * it check the zone has only hole or not.
 616          */
 617         pfn = zone_start_pfn;
 618         for (; pfn < zone_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 619                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 620
 621                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 622                         continue;
 623
 624                 if (page_zone(pfn_to_page(pfn)) != zone)
 625                         continue;
 626
 627                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 628                 if (start_pfn == pfn)
 629                         continue;
 630
 631                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 632                 zone_span_writeunlock(zone);
 633                 return;
 634         }
 635
 636         /* The zone has no valid section */
 637         zone->zone_start_pfn = 0;
 638         zone->spanned_pages = 0;
 639         zone_span_writeunlock(zone);
 640 }
 641
 642 static void shrink_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat,
 643                               unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 644 {
 645         unsigned long pgdat_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
 646         unsigned long p = pgdat_end_pfn(pgdat); /* pgdat_end_pfn namespace clash */
 647         unsigned long pgdat_end_pfn = p;
 648         unsigned long pfn;
 649         struct mem_section *ms;
 650         int nid = pgdat->node_id;
 651
 652         if (pgdat_start_pfn == start_pfn) {
 653                 /*
 654                  * If the section is smallest section in the pgdat, it need
 655                  * shrink pgdat->node_start_pfn and pgdat->node_spanned_pages.
 656                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
 657                  * for shrinking zone.
 658                  */
 659                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, NULL, end_pfn,
 660                                                 pgdat_end_pfn);
 661                 if (pfn) {
 662                         pgdat->node_start_pfn = pfn;
 663                         pgdat->node_spanned_pages = pgdat_end_pfn - pfn;
 664                 }
 665         } else if (pgdat_end_pfn == end_pfn) {
 666                 /*
 667                  * If the section is biggest section in the pgdat, it need
 668                  * shrink pgdat->node_spanned_pages.
 669                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
 670                  * shrinking zone.
 671                  */
 672                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, NULL, pgdat_start_pfn,
 673                                                start_pfn);
 674                 if (pfn)
 675                         pgdat->node_spanned_pages = pfn - pgdat_start_pfn + 1;
 676         }
 677
 678         /*
 679          * If the section is not biggest or smallest mem_section in the pgdat,
 680          * it only creates a hole in the pgdat. So in this case, we need not
 681          * change the pgdat.
 682          * But perhaps, the pgdat has only hole data. Thus it check the pgdat
 683          * has only hole or not.
 684          */
 685         pfn = pgdat_start_pfn;
 686         for (; pfn < pgdat_end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 687                 ms = __pfn_to_section(pfn);
 688
 689                 if (unlikely(!valid_section(ms)))
 690                         continue;
 691
 692                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
 693                         continue;
 694
 695                  /* If the section is current section, it continues the loop */
 696                 if (start_pfn == pfn)
 697                         continue;
 698
 699                 /* If we find valid section, we have nothing to do */
 700                 return;
 701         }
 702
 703         /* The pgdat has no valid section */
 704         pgdat->node_start_pfn = 0;
 705         pgdat->node_spanned_pages = 0;
 706 }
 707
 708 static void __remove_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn)
 709 {
 710         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 711         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 712         int zone_type;
 713         unsigned long flags;
 714
 715         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 716
 717         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 718         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 719         shrink_pgdat_span(pgdat, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 720         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 721 }
 722
 723 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 724 {
 725         unsigned long start_pfn;
 726         int scn_nr;
 727         int ret = -EINVAL;
 728
 729         if (!valid_section(ms))
 730                 return ret;
 731
 732         ret = unregister_memory_section(ms);
 733         if (ret)
 734                 return ret;
 735
 736         scn_nr = __section_nr(ms);
 737         start_pfn = section_nr_to_pfn(scn_nr);
 738         __remove_zone(zone, start_pfn);
 739
 740         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 /**
 745  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 746  * @zone: zone from which pages need to be removed
 747  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 748  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 749  *
 750  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 751  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 752  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 753  * calling offline_pages().
 754  */
 755 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 756                  unsigned long nr_pages)
 757 {
 758         unsigned long i;
 759         int sections_to_remove;
 760         resource_size_t start, size;
 761         int ret = 0;
 762
 763         /*
 764          * We can only remove entire sections
 765          */
 766         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 767         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 768
 769         start = phys_start_pfn << PAGE_SHIFT;
 770         size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 771         ret = release_mem_region_adjustable(&iomem_resource, start, size);
 772         if (ret) {
 773                 resource_size_t endres = start + size - 1;
 774
 775                 pr_warn("Unable to release resource <%pa-%pa> (%d)\n",
 776                                 &start, &endres, ret);
 777         }
 778
 779         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 780         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 781                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 782                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 783                 if (ret)
 784                         break;
 785         }
 786         return ret;
 787 }
 788 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 789 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 790
 791 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 792 {
 793         int rc = -EINVAL;
 794
 795         get_online_mems();
 796         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 797
 798         if (online_page_callback == generic_online_page) {
 799                 online_page_callback = callback;
 800                 rc = 0;
 801         }
 802
 803         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 804         put_online_mems();
 805
 806         return rc;
 807 }
 808 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
 809
 810 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
 811 {
 812         int rc = -EINVAL;
 813
 814         get_online_mems();
 815         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
 816
 817         if (online_page_callback == callback) {
 818                 online_page_callback = generic_online_page;
 819                 rc = 0;
 820         }
 821
 822         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
 823         put_online_mems();
 824
 825         return rc;
 826 }
 827 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
 828
 829 void __online_page_set_limits(struct page *page)
 830 {
 831 }
 832 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_set_limits);
 833
 834 void __online_page_increment_counters(struct page *page)
 835 {
 836         adjust_managed_page_count(page, 1);
 837 }
 838 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_increment_counters);
 839
 840 void __online_page_free(struct page *page)
 841 {
 842         __free_reserved_page(page);
 843 }
 844 EXPORT_SYMBOL_GPL(__online_page_free);
 845
 846 static void generic_online_page(struct page *page)
 847 {
 848         __online_page_set_limits(page);
 849         __online_page_increment_counters(page);
 850         __online_page_free(page);
 851 }
 852
 853 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 854                         void *arg)
 855 {
 856         unsigned long i;
 857         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 858         struct page *page;
 859         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 860                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 861                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 862                         (*online_page_callback)(page);
 863                         onlined_pages++;
 864                 }
 865         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
 870 /*
 871  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit onlining of a node which doesn't have
 872  * normal memory.
 873  */
 874 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 875 {
 876         return true;
 877 }
 878 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 879 /* ensure every online node has NORMAL memory */
 880 static bool can_online_high_movable(struct zone *zone)
 881 {
 882         return node_state(zone_to_nid(zone), N_NORMAL_MEMORY);
 883 }
 884 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
 885
 886 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
 887 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
 888         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
 889 {
 890         int nid = zone_to_nid(zone);
 891         enum zone_type zone_last = ZONE_NORMAL;
 892
 893         /*
 894          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 895          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
 896          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
 897          *
 898          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
 899          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
 900          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 901          */
 902         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
 903                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 904
 905         /*
 906          * if the memory to be online is in a zone of 0...zone_last, and
 907          * the zones of 0...zone_last don't have memory before online, we will
 908          * need to set the node to node_states[N_NORMAL_MEMORY] after
 909          * the memory is online.
 910          */
 911         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
 912                 arg->status_change_nid_normal = nid;
 913         else
 914                 arg->status_change_nid_normal = -1;
 915
 916 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 917         /*
 918          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
 919          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
 920          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
 921          *
 922          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
 923          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
 924          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
 925          */
 926         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
 927         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
 928                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
 929
 930         if (zone_idx(zone) <= zone_last && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
 931                 arg->status_change_nid_high = nid;
 932         else
 933                 arg->status_change_nid_high = -1;
 934 #else
 935         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
 936 #endif
 937
 938         /*
 939          * if the node don't have memory befor online, we will need to
 940          * set the node to node_states[N_MEMORY] after the memory
 941          * is online.
 942          */
 943         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
 944                 arg->status_change_nid = nid;
 945         else
 946                 arg->status_change_nid = -1;
 947 }
 948
 949 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
 950 {
 951         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
 952                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
 953
 954         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
 955                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 956
 957         node_set_state(node, N_MEMORY);
 958 }
 959
 960
 961 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, int online_type)
 962 {
 963         unsigned long flags;
 964         unsigned long onlined_pages = 0;
 965         struct zone *zone;
 966         int need_zonelists_rebuild = 0;
 967         int nid;
 968         int ret;
 969         struct memory_notify arg;
 970
 971         mem_hotplug_begin();
 972         /*
 973          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 974          * The section can't be removed here because of the
 975          * memory_block->state_mutex.
 976          */
 977         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 978
 979         ret = -EINVAL;
 980         if ((zone_idx(zone) > ZONE_NORMAL || online_type == ONLINE_MOVABLE) &&
 981             !can_online_high_movable(zone))
 982                 goto out;
 983
 984         if (online_type == ONLINE_KERNEL && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
 985                 if (move_pfn_range_left(zone - 1, zone, pfn, pfn + nr_pages))
 986                         goto out;
 987         }
 988         if (online_type == ONLINE_MOVABLE && zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE - 1) {
 989                 if (move_pfn_range_right(zone, zone + 1, pfn, pfn + nr_pages))
 990                         goto out;
 991         }
 992
 993         /* Previous code may changed the zone of the pfn range */
 994         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 995
 996         arg.start_pfn = pfn;
 997         arg.nr_pages = nr_pages;
 998         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
 999
1000         nid = pfn_to_nid(pfn);
1001
1002         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1003         ret = notifier_to_errno(ret);
1004         if (ret) {
1005                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1006                 goto out;
1007         }
1008         /*
1009          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1010          * This means the page allocator ignores this zone.
1011          * So, zonelist must be updated after online.
1012          */
1013         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1014         if (!populated_zone(zone)) {
1015                 need_zonelists_rebuild = 1;
1016                 build_all_zonelists(NULL, zone);
1017         }
1018
1019         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
1020                 online_pages_range);
1021         if (ret) {
1022                 if (need_zonelists_rebuild)
1023                         zone_pcp_reset(zone);
1024                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1025                 printk(KERN_DEBUG "online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1026                        (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1027                        (((unsigned long long) pfn + nr_pages)
1028                             << PAGE_SHIFT) - 1);
1029                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1030                 goto out;
1031         }
1032
1033         zone->present_pages += onlined_pages;
1034
1035         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1036         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
1037         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1038
1039         if (onlined_pages) {
1040                 node_states_set_node(zone_to_nid(zone), &arg);
1041                 if (need_zonelists_rebuild)
1042                         build_all_zonelists(NULL, NULL);
1043                 else
1044                         zone_pcp_update(zone);
1045         }
1046
1047         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1048
1049         init_per_zone_wmark_min();
1050
1051         if (onlined_pages)
1052                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
1053
1054         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1055
1056         writeback_set_ratelimit();
1057
1058         if (onlined_pages)
1059                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1060 out:
1061         mem_hotplug_done();
1062         return ret;
1063 }
1064 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1065
1066 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1067 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
1068 {
1069         struct pglist_data *pgdat;
1070         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1071         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
1072         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
1073
1074         pgdat = NODE_DATA(nid);
1075         if (!pgdat) {
1076                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1077                 if (!pgdat)
1078                         return NULL;
1079
1080                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1081         }
1082
1083         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1084
1085         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1086         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
1087
1088         /*
1089          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1090          * to access not-initialized zonelist, build here.
1091          */
1092         mutex_lock(&zonelists_mutex);
1093         build_all_zonelists(pgdat, NULL);
1094         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1095
1096         return pgdat;
1097 }
1098
1099 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
1100 {
1101         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1102         arch_free_nodedata(pgdat);
1103         return;
1104 }
1105
1106
1107 /**
1108  * try_online_node - online a node if offlined
1109  *
1110  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1111  */
1112 int try_online_node(int nid)
1113 {
1114         pg_data_t       *pgdat;
1115         int     ret;
1116
1117         if (node_online(nid))
1118                 return 0;
1119
1120         mem_hotplug_begin();
1121         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
1122         if (!pgdat) {
1123                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1124                 ret = -ENOMEM;
1125                 goto out;
1126         }
1127         node_set_online(nid);
1128         ret = register_one_node(nid);
1129         BUG_ON(ret);
1130
1131         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
1132                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1133                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1134                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1135         }
1136
1137 out:
1138         mem_hotplug_done();
1139         return ret;
1140 }
1141
1142 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1143 {
1144         u64 start_pfn = PFN_DOWN(start);
1145         u64 nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1146
1147         /* Memory range must be aligned with section */
1148         if ((start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK) ||
1149             (nr_pages % PAGES_PER_SECTION) || (!nr_pages)) {
1150                 pr_err("Section-unaligned hotplug range: start 0x%llx, size 0x%llx\n",
1151                                 (unsigned long long)start,
1152                                 (unsigned long long)size);
1153                 return -EINVAL;
1154         }
1155
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1160 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1161 {
1162         pg_data_t *pgdat = NULL;
1163         bool new_pgdat;
1164         bool new_node;
1165         struct resource *res;
1166         int ret;
1167
1168         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1169         if (ret)
1170                 return ret;
1171
1172         res = register_memory_resource(start, size);
1173         ret = -EEXIST;
1174         if (!res)
1175                 return ret;
1176
1177         {       /* Stupid hack to suppress address-never-null warning */
1178                 void *p = NODE_DATA(nid);
1179                 new_pgdat = !p;
1180         }
1181
1182         mem_hotplug_begin();
1183
1184         new_node = !node_online(nid);
1185         if (new_node) {
1186                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
1187                 ret = -ENOMEM;
1188                 if (!pgdat)
1189                         goto error;
1190         }
1191
1192         /* call arch's memory hotadd */
1193         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
1194
1195         if (ret < 0)
1196                 goto error;
1197
1198         /* we online node here. we can't roll back from here. */
1199         node_set_online(nid);
1200
1201         if (new_node) {
1202                 ret = register_one_node(nid);
1203                 /*
1204                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
1205                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1206                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1207                  */
1208                 BUG_ON(ret);
1209         }
1210
1211         /* create new memmap entry */
1212         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1213
1214         goto out;
1215
1216 error:
1217         /* rollback pgdat allocation and others */
1218         if (new_pgdat)
1219                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
1220         release_memory_resource(res);
1221
1222 out:
1223         mem_hotplug_done();
1224         return ret;
1225 }
1226 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1227
1228 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1229 /*
1230  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
1231  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
1232  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
1233  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
1234  * be located at the start of the pageblock
1235  */
1236 static inline int pageblock_free(struct page *page)
1237 {
1238         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
1239 }
1240
1241 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
1242 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
1243 {
1244         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
1245         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
1246
1247         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
1248         if (pageblock_free(page)) {
1249                 int order;
1250                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
1251                 order = page_order(page);
1252                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
1253                         return page + (1 << order);
1254         }
1255
1256         return page + pageblock_nr_pages;
1257 }
1258
1259 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
1260 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1261 {
1262         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
1263         struct page *end_page = page + nr_pages;
1264
1265         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
1266         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
1267                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
1268                         return 0;
1269                 cond_resched();
1270         }
1271
1272         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
1273         return 1;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
1278  */
1279 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1280 {
1281         unsigned long pfn;
1282         struct zone *zone = NULL;
1283         struct page *page;
1284         int i;
1285         for (pfn = start_pfn;
1286              pfn < end_pfn;
1287              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1288                 i = 0;
1289                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
1290                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
1291                         i++;
1292                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
1293                         continue;
1294                 page = pfn_to_page(pfn + i);
1295                 if (zone && page_zone(page) != zone)
1296                         return 0;
1297                 zone = page_zone(page);
1298         }
1299         return 1;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages
1304  * and hugepages). We scan pfn because it's much easier than scanning over
1305  * linked list. This function returns the pfn of the first found movable
1306  * page if it's found, otherwise 0.
1307  */
1308 static unsigned long scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end)
1309 {
1310         unsigned long pfn;
1311         struct page *page;
1312         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1313                 if (pfn_valid(pfn)) {
1314                         page = pfn_to_page(pfn);
1315                         if (PageLRU(page))
1316                                 return pfn;
1317                         if (PageHuge(page)) {
1318                                 if (is_hugepage_active(page))
1319                                         return pfn;
1320                                 else
1321                                         pfn = round_up(pfn + 1,
1322                                                 1 << compound_order(page)) - 1;
1323                         }
1324                 }
1325         }
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
1330 static int
1331 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1332 {
1333         unsigned long pfn;
1334         struct page *page;
1335         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
1336         int not_managed = 0;
1337         int ret = 0;
1338         LIST_HEAD(source);
1339
1340         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
1341                 if (!pfn_valid(pfn))
1342                         continue;
1343                 page = pfn_to_page(pfn);
1344
1345                 if (PageHuge(page)) {
1346                         struct page *head = compound_head(page);
1347                         pfn = page_to_pfn(head) + (1<<compound_order(head)) - 1;
1348                         if (compound_order(head) > PFN_SECTION_SHIFT) {
1349                                 ret = -EBUSY;
1350                                 break;
1351                         }
1352                         if (isolate_huge_page(page, &source))
1353                                 move_pages -= 1 << compound_order(head);
1354                         continue;
1355                 }
1356
1357                 if (!get_page_unless_zero(page))
1358                         continue;
1359                 /*
1360                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
1361                  * LRU.
1362                  */
1363                 ret = isolate_lru_page(page);
1364                 if (!ret) { /* Success */
1365                         put_page(page);
1366                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1367                         move_pages--;
1368                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1369                                             page_is_file_cache(page));
1370
1371                 } else {
1372 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1373                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
1374                                pfn);
1375                         dump_page(page, "failed to remove from LRU");
1376 #endif
1377                         put_page(page);
1378                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
1379                            check this again here. */
1380                         if (page_count(page)) {
1381                                 not_managed++;
1382                                 ret = -EBUSY;
1383                                 break;
1384                         }
1385                 }
1386         }
1387         if (!list_empty(&source)) {
1388                 if (not_managed) {
1389                         putback_movable_pages(&source);
1390                         goto out;
1391                 }
1392
1393                 /*
1394                  * alloc_migrate_target should be improooooved!!
1395                  * migrate_pages returns # of failed pages.
1396                  */
1397                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migrate_target, NULL, 0,
1398                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1399                 if (ret)
1400                         putback_movable_pages(&source);
1401         }
1402 out:
1403         return ret;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
1408  */
1409 static int
1410 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1411                         void *data)
1412 {
1413         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
1414         return 0;
1415 }
1416
1417 static void
1418 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1419 {
1420         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
1421                                 offline_isolated_pages_cb);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
1426  */
1427 static int
1428 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1429                         void *data)
1430 {
1431         int ret;
1432         long offlined = *(long *)data;
1433         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages, true);
1434         offlined = nr_pages;
1435         if (!ret)
1436                 *(long *)data += offlined;
1437         return ret;
1438 }
1439
1440 static long
1441 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1442 {
1443         long offlined = 0;
1444         int ret;
1445
1446         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
1447                         check_pages_isolated_cb);
1448         if (ret < 0)
1449                 offlined = (long)ret;
1450         return offlined;
1451 }
1452
1453 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1454 /*
1455  * When CONFIG_MOVABLE_NODE, we permit offlining of a node which doesn't have
1456  * normal memory.
1457  */
1458 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1459 {
1460         return true;
1461 }
1462 #else /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1463 /* ensure the node has NORMAL memory if it is still online */
1464 static bool can_offline_normal(struct zone *zone, unsigned long nr_pages)
1465 {
1466         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1467         unsigned long present_pages = 0;
1468         enum zone_type zt;
1469
1470         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1471                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1472
1473         if (present_pages > nr_pages)
1474                 return true;
1475
1476         present_pages = 0;
1477         for (; zt <= ZONE_MOVABLE; zt++)
1478                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1479
1480         /*
1481          * we can't offline the last normal memory until all
1482          * higher memory is offlined.
1483          */
1484         return present_pages == 0;
1485 }
1486 #endif /* CONFIG_MOVABLE_NODE */
1487
1488 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1489 {
1490 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
1491         /*
1492          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
1493          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
1494          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
1495          * for the kernel.
1496          *
1497          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
1498          * SRAT is parsed, we don't know about it.
1499          *
1500          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
1501          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
1502          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
1503          *
1504          * Since on modern servers, one node could have double-digit
1505          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
1506          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
1507          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
1508          * the kernel away from hotpluggable memory.
1509          */
1510         memblock_set_bottom_up(true);
1511         movable_node_enabled = true;
1512 #else
1513         pr_warn("movable_node option not supported\n");
1514 #endif
1515         return 0;
1516 }
1517 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1518
1519 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1520 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1521                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1522 {
1523         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1524         unsigned long present_pages = 0;
1525         enum zone_type zt, zone_last = ZONE_NORMAL;
1526
1527         /*
1528          * If we have HIGHMEM or movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1529          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_NORMAL,
1530          * set zone_last to ZONE_NORMAL.
1531          *
1532          * If we don't have HIGHMEM nor movable node,
1533          * node_states[N_NORMAL_MEMORY] contains nodes which have zones of
1534          * 0...ZONE_MOVABLE, set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1535          */
1536         if (N_MEMORY == N_NORMAL_MEMORY)
1537                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1538
1539         /*
1540          * check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1541          * If the memory to be offline is in a zone of 0...zone_last,
1542          * and it is the last present memory, 0...zone_last will
1543          * become empty after offline , thus we can determind we will
1544          * need to clear the node from node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1545          */
1546         for (zt = 0; zt <= zone_last; zt++)
1547                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1548         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1549                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1550         else
1551                 arg->status_change_nid_normal = -1;
1552
1553 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1554         /*
1555          * If we have movable node, node_states[N_HIGH_MEMORY]
1556          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_HIGHMEM,
1557          * set zone_last to ZONE_HIGHMEM.
1558          *
1559          * If we don't have movable node, node_states[N_NORMAL_MEMORY]
1560          * contains nodes which have zones of 0...ZONE_MOVABLE,
1561          * set zone_last to ZONE_MOVABLE.
1562          */
1563         zone_last = ZONE_HIGHMEM;
1564         if (N_MEMORY == N_HIGH_MEMORY)
1565                 zone_last = ZONE_MOVABLE;
1566
1567         for (; zt <= zone_last; zt++)
1568                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1569         if (zone_idx(zone) <= zone_last && nr_pages >= present_pages)
1570                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1571         else
1572                 arg->status_change_nid_high = -1;
1573 #else
1574         arg->status_change_nid_high = arg->status_change_nid_normal;
1575 #endif
1576
1577         /*
1578          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which have 0...ZONE_MOVABLE
1579          */
1580         zone_last = ZONE_MOVABLE;
1581
1582         /*
1583          * check whether node_states[N_HIGH_MEMORY] will be changed
1584          * If we try to offline the last present @nr_pages from the node,
1585          * we can determind we will need to clear the node from
1586          * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1587          */
1588         for (; zt <= zone_last; zt++)
1589                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1590         if (nr_pages >= present_pages)
1591                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1592         else
1593                 arg->status_change_nid = -1;
1594 }
1595
1596 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1597 {
1598         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1599                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1600
1601         if ((N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY) &&
1602             (arg->status_change_nid_high >= 0))
1603                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1604
1605         if ((N_MEMORY != N_HIGH_MEMORY) &&
1606             (arg->status_change_nid >= 0))
1607                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1608 }
1609
1610 static int __ref __offline_pages(unsigned long start_pfn,
1611                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
1612 {
1613         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
1614         long offlined_pages;
1615         int ret, drain, retry_max, node;
1616         unsigned long flags;
1617         struct zone *zone;
1618         struct memory_notify arg;
1619
1620         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
1621         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
1622                 return -EINVAL;
1623         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
1624                 return -EINVAL;
1625         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1626            we assume this for now. .*/
1627         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
1628                 return -EINVAL;
1629
1630         mem_hotplug_begin();
1631
1632         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
1633         node = zone_to_nid(zone);
1634         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1635
1636         ret = -EINVAL;
1637         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !can_offline_normal(zone, nr_pages))
1638                 goto out;
1639
1640         /* set above range as isolated */
1641         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1642                                        MIGRATE_MOVABLE, true);
1643         if (ret)
1644                 goto out;
1645
1646         arg.start_pfn = start_pfn;
1647         arg.nr_pages = nr_pages;
1648         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1649
1650         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1651         ret = notifier_to_errno(ret);
1652         if (ret)
1653                 goto failed_removal;
1654
1655         pfn = start_pfn;
1656         expire = jiffies + timeout;
1657         drain = 0;
1658         retry_max = 5;
1659 repeat:
1660         /* start memory hot removal */
1661         ret = -EAGAIN;
1662         if (time_after(jiffies, expire))
1663                 goto failed_removal;
1664         ret = -EINTR;
1665         if (signal_pending(current))
1666                 goto failed_removal;
1667         ret = 0;
1668         if (drain) {
1669                 lru_add_drain_all();
1670                 cond_resched();
1671                 drain_all_pages();
1672         }
1673
1674         pfn = scan_movable_pages(start_pfn, end_pfn);
1675         if (pfn) { /* We have movable pages */
1676                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1677                 if (!ret) {
1678                         drain = 1;
1679                         goto repeat;
1680                 } else {
1681                         if (ret < 0)
1682                                 if (--retry_max == 0)
1683                                         goto failed_removal;
1684                         yield();
1685                         drain = 1;
1686                         goto repeat;
1687                 }
1688         }
1689         /* drain all zone's lru pagevec, this is asynchronous... */
1690         lru_add_drain_all();
1691         yield();
1692         /* drain pcp pages, this is synchronous. */
1693         drain_all_pages();
1694         /*
1695          * dissolve free hugepages in the memory block before doing offlining
1696          * actually in order to make hugetlbfs's object counting consistent.
1697          */
1698         dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1699         /* check again */
1700         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
1701         if (offlined_pages < 0) {
1702                 ret = -EBUSY;
1703                 goto failed_removal;
1704         }
1705         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
1706         /* Ok, all of our target is isolated.
1707            We cannot do rollback at this point. */
1708         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1709         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
1710         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1711         /* removal success */
1712         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -offlined_pages);
1713         zone->present_pages -= offlined_pages;
1714
1715         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
1716         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
1717         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
1718
1719         init_per_zone_wmark_min();
1720
1721         if (!populated_zone(zone)) {
1722                 zone_pcp_reset(zone);
1723                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
1724                 build_all_zonelists(NULL, NULL);
1725                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
1726         } else
1727                 zone_pcp_update(zone);
1728
1729         node_states_clear_node(node, &arg);
1730         if (arg.status_change_nid >= 0)
1731                 kswapd_stop(node);
1732
1733         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
1734         writeback_set_ratelimit();
1735
1736         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1737         mem_hotplug_done();
1738         return 0;
1739
1740 failed_removal:
1741         printk(KERN_INFO "memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1742                (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1743                ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1744         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1745         /* pushback to free area */
1746         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1747
1748 out:
1749         mem_hotplug_done();
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 int offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
1754 {
1755         return __offline_pages(start_pfn, start_pfn + nr_pages, 120 * HZ);
1756 }
1757 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
1758
1759 /**
1760  * walk_memory_range - walks through all mem sections in [start_pfn, end_pfn)
1761  * @start_pfn: start pfn of the memory range
1762  * @end_pfn: end pfn of the memory range
1763  * @arg: argument passed to func
1764  * @func: callback for each memory section walked
1765  *
1766  * This function walks through all present mem sections in range
1767  * [start_pfn, end_pfn) and call func on each mem section.
1768  *
1769  * Returns the return value of func.
1770  */
1771 int walk_memory_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
1772                 void *arg, int (*func)(struct memory_block *, void *))
1773 {
1774         struct memory_block *mem = NULL;
1775         struct mem_section *section;
1776         unsigned long pfn, section_nr;
1777         int ret;
1778
1779         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1780                 section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1781                 if (!present_section_nr(section_nr))
1782                         continue;
1783
1784                 section = __nr_to_section(section_nr);
1785                 /* same memblock? */
1786                 if (mem)
1787                         if ((section_nr >= mem->start_section_nr) &&
1788                             (section_nr <= mem->end_section_nr))
1789                                 continue;
1790
1791                 mem = find_memory_block_hinted(section, mem);
1792                 if (!mem)
1793                         continue;
1794
1795                 ret = func(mem, arg);
1796                 if (ret) {
1797                         kobject_put(&mem->dev.kobj);
1798                         return ret;
1799                 }
1800         }
1801
1802         if (mem)
1803                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
1804
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1809 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1810 {
1811         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1812
1813         if (unlikely(ret)) {
1814                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1815
1816                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1817                 endpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->end_section_nr + 1))-1;
1818                 pr_warn("removing memory fails, because memory "
1819                         "[%pa-%pa] is onlined\n",
1820                         &beginpa, &endpa);
1821         }
1822
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1827 {
1828         int cpu;
1829
1830         for_each_present_cpu(cpu) {
1831                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1832                         /*
1833                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
1834                          * offline this node.
1835                          */
1836                         return -EBUSY;
1837         }
1838
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 static void unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1843 {
1844 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
1845         int cpu;
1846
1847         for_each_possible_cpu(cpu)
1848                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
1849                         numa_clear_node(cpu);
1850 #endif
1851 }
1852
1853 static int check_and_unmap_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
1854 {
1855         int ret;
1856
1857         ret = check_cpu_on_node(pgdat);
1858         if (ret)
1859                 return ret;
1860
1861         /*
1862          * the node will be offlined when we come here, so we can clear
1863          * the cpu_to_node() now.
1864          */
1865
1866         unmap_cpu_on_node(pgdat);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * try_offline_node
1872  *
1873  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
1874  *
1875  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1876  * and online/offline operations before this call.
1877  */
1878 void try_offline_node(int nid)
1879 {
1880         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1881         unsigned long start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1882         unsigned long end_pfn = start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
1883         unsigned long pfn;
1884         struct page *pgdat_page = virt_to_page(pgdat);
1885         int i;
1886
1887         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1888                 unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(pfn);
1889
1890                 if (!present_section_nr(section_nr))
1891                         continue;
1892
1893                 if (pfn_to_nid(pfn) != nid)
1894                         continue;
1895
1896                 /*
1897                  * some memory sections of this node are not removed, and we
1898                  * can't offline node now.
1899                  */
1900                 return;
1901         }
1902
1903         if (check_and_unmap_cpu_on_node(pgdat))
1904                 return;
1905
1906         /*
1907          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
1908          * node now.
1909          */
1910         node_set_offline(nid);
1911         unregister_one_node(nid);
1912
1913         if (!PageSlab(pgdat_page) && !PageCompound(pgdat_page))
1914                 /* node data is allocated from boot memory */
1915                 return;
1916
1917         /* free waittable in each zone */
1918         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1919                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1920
1921                 /*
1922                  * wait_table may be allocated from boot memory,
1923                  * here only free if it's allocated by vmalloc.
1924                  */
1925                 if (is_vmalloc_addr(zone->wait_table))
1926                         vfree(zone->wait_table);
1927         }
1928
1929         /*
1930          * Since there is no way to guarentee the address of pgdat/zone is not
1931          * on stack of any kernel threads or used by other kernel objects
1932          * without reference counting or other symchronizing method, do not
1933          * reset node_data and free pgdat here. Just reset it to 0 and reuse
1934          * the memory when the node is online again.
1935          */
1936         memset(pgdat, 0, sizeof(*pgdat));
1937 }
1938 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
1939
1940 /**
1941  * remove_memory
1942  *
1943  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1944  * and online/offline operations before this call, as required by
1945  * try_offline_node().
1946  */
1947 void __ref remove_memory(int nid, u64 start, u64 size)
1948 {
1949         int ret;
1950
1951         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
1952
1953         mem_hotplug_begin();
1954
1955         /*
1956          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
1957          * whether all memory blocks in question are offline and trigger a BUG()
1958          * if this is not the case.
1959          */
1960         ret = walk_memory_range(PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1), NULL,
1961                                 check_memblock_offlined_cb);
1962         if (ret)
1963                 BUG();
1964
1965         /* remove memmap entry */
1966         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
1967
1968         arch_remove_memory(start, size);
1969
1970         try_offline_node(nid);
1971
1972         mem_hotplug_done();
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
1975 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */