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/module.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 DEFINE_MUTEX(mem_hotplug_mutex);
  38
  39 void lock_memory_hotplug(void)
  40 {
  41         mutex_lock(&mem_hotplug_mutex);
  42
  43         /* for exclusive hibernation if CONFIG_HIBERNATION=y */
  44         lock_system_sleep();
  45 }
  46
  47 void unlock_memory_hotplug(void)
  48 {
  49         unlock_system_sleep();
  50         mutex_unlock(&mem_hotplug_mutex);
  51 }
  52
  53
  54 /* add this memory to iomem resource */
  55 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size)
  56 {
  57         struct resource *res;
  58         res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
  59         BUG_ON(!res);
  60
  61         res->name = "System RAM";
  62         res->start = start;
  63         res->end = start + size - 1;
  64         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
  65         if (request_resource(&iomem_resource, res) < 0) {
  66                 printk("System RAM resource %llx - %llx cannot be added\n",
  67                 (unsigned long long)res->start, (unsigned long long)res->end);
  68                 kfree(res);
  69                 res = NULL;
  70         }
  71         return res;
  72 }
  73
  74 static void release_memory_resource(struct resource *res)
  75 {
  76         if (!res)
  77                 return;
  78         release_resource(res);
  79         kfree(res);
  80         return;
  81 }
  82
  83 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
  84 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
  85 static void get_page_bootmem(unsigned long info,  struct page *page,
  86                              unsigned long type)
  87 {
  88         page->lru.next = (struct list_head *) type;
  89         SetPagePrivate(page);
  90         set_page_private(page, info);
  91         atomic_inc(&page->_count);
  92 }
  93
  94 /* reference to __meminit __free_pages_bootmem is valid
  95  * so use __ref to tell modpost not to generate a warning */
  96 void __ref put_page_bootmem(struct page *page)
  97 {
  98         unsigned long type;
  99
 100         type = (unsigned long) page->lru.next;
 101         BUG_ON(type < MEMORY_HOTPLUG_MIN_BOOTMEM_TYPE ||
 102                type > MEMORY_HOTPLUG_MAX_BOOTMEM_TYPE);
 103
 104         if (atomic_dec_return(&page->_count) == 1) {
 105                 ClearPagePrivate(page);
 106                 set_page_private(page, 0);
 107                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
 108                 __free_pages_bootmem(page, 0);
 109         }
 110
 111 }
 112
 113 static void register_page_bootmem_info_section(unsigned long start_pfn)
 114 {
 115         unsigned long *usemap, mapsize, section_nr, i;
 116         struct mem_section *ms;
 117         struct page *page, *memmap;
 118
 119         section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
 120         ms = __nr_to_section(section_nr);
 121
 122         /* Get section's memmap address */
 123         memmap = sparse_decode_mem_map(ms->section_mem_map, section_nr);
 124
 125         /*
 126          * Get page for the memmap's phys address
 127          * XXX: need more consideration for sparse_vmemmap...
 128          */
 129         page = virt_to_page(memmap);
 130         mapsize = sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION;
 131         mapsize = PAGE_ALIGN(mapsize) >> PAGE_SHIFT;
 132
 133         /* remember memmap's page */
 134         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 135                 get_page_bootmem(section_nr, page, SECTION_INFO);
 136
 137         usemap = __nr_to_section(section_nr)->pageblock_flags;
 138         page = virt_to_page(usemap);
 139
 140         mapsize = PAGE_ALIGN(usemap_size()) >> PAGE_SHIFT;
 141
 142         for (i = 0; i < mapsize; i++, page++)
 143                 get_page_bootmem(section_nr, page, MIX_SECTION_INFO);
 144
 145 }
 146
 147 void register_page_bootmem_info_node(struct pglist_data *pgdat)
 148 {
 149         unsigned long i, pfn, end_pfn, nr_pages;
 150         int node = pgdat->node_id;
 151         struct page *page;
 152         struct zone *zone;
 153
 154         nr_pages = PAGE_ALIGN(sizeof(struct pglist_data)) >> PAGE_SHIFT;
 155         page = virt_to_page(pgdat);
 156
 157         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 158                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 159
 160         zone = &pgdat->node_zones[0];
 161         for (; zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES - 1; zone++) {
 162                 if (zone->wait_table) {
 163                         nr_pages = zone->wait_table_hash_nr_entries
 164                                 * sizeof(wait_queue_head_t);
 165                         nr_pages = PAGE_ALIGN(nr_pages) >> PAGE_SHIFT;
 166                         page = virt_to_page(zone->wait_table);
 167
 168                         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++)
 169                                 get_page_bootmem(node, page, NODE_INFO);
 170                 }
 171         }
 172
 173         pfn = pgdat->node_start_pfn;
 174         end_pfn = pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 175
 176         /* register_section info */
 177         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 178                 /*
 179                  * Some platforms can assign the same pfn to multiple nodes - on
 180                  * node0 as well as nodeN.  To avoid registering a pfn against
 181                  * multiple nodes we check that this pfn does not already
 182                  * reside in some other node.
 183                  */
 184                 if (pfn_valid(pfn) && (pfn_to_nid(pfn) == node))
 185                         register_page_bootmem_info_section(pfn);
 186         }
 187 }
 188 #endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 189
 190 static void grow_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
 191                            unsigned long end_pfn)
 192 {
 193         unsigned long old_zone_end_pfn;
 194
 195         zone_span_writelock(zone);
 196
 197         old_zone_end_pfn = zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 198         if (start_pfn < zone->zone_start_pfn)
 199                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
 200
 201         zone->spanned_pages = max(old_zone_end_pfn, end_pfn) -
 202                                 zone->zone_start_pfn;
 203
 204         zone_span_writeunlock(zone);
 205 }
 206
 207 static void grow_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
 208                             unsigned long end_pfn)
 209 {
 210         unsigned long old_pgdat_end_pfn =
 211                 pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 212
 213         if (start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
 214                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
 215
 216         pgdat->node_spanned_pages = max(old_pgdat_end_pfn, end_pfn) -
 217                                         pgdat->node_start_pfn;
 218 }
 219
 220 static int __meminit __add_zone(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn)
 221 {
 222         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 223         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 224         int nid = pgdat->node_id;
 225         int zone_type;
 226         unsigned long flags;
 227
 228         zone_type = zone - pgdat->node_zones;
 229         if (!zone->wait_table) {
 230                 int ret;
 231
 232                 ret = init_currently_empty_zone(zone, phys_start_pfn,
 233                                                 nr_pages, MEMMAP_HOTPLUG);
 234                 if (ret)
 235                         return ret;
 236         }
 237         pgdat_resize_lock(zone->zone_pgdat, &flags);
 238         grow_zone_span(zone, phys_start_pfn, phys_start_pfn + nr_pages);
 239         grow_pgdat_span(zone->zone_pgdat, phys_start_pfn,
 240                         phys_start_pfn + nr_pages);
 241         pgdat_resize_unlock(zone->zone_pgdat, &flags);
 242         memmap_init_zone(nr_pages, nid, zone_type,
 243                          phys_start_pfn, MEMMAP_HOTPLUG);
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 static int __meminit __add_section(int nid, struct zone *zone,
 248                                         unsigned long phys_start_pfn)
 249 {
 250         int nr_pages = PAGES_PER_SECTION;
 251         int ret;
 252
 253         if (pfn_valid(phys_start_pfn))
 254                 return -EEXIST;
 255
 256         ret = sparse_add_one_section(zone, phys_start_pfn, nr_pages);
 257
 258         if (ret < 0)
 259                 return ret;
 260
 261         ret = __add_zone(zone, phys_start_pfn);
 262
 263         if (ret < 0)
 264                 return ret;
 265
 266         return register_new_memory(nid, __pfn_to_section(phys_start_pfn));
 267 }
 268
 269 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 270 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 271 {
 272         /*
 273          * XXX: Freeing memmap with vmemmap is not implement yet.
 274          *      This should be removed later.
 275          */
 276         return -EBUSY;
 277 }
 278 #else
 279 static int __remove_section(struct zone *zone, struct mem_section *ms)
 280 {
 281         unsigned long flags;
 282         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
 283         int ret = -EINVAL;
 284
 285         if (!valid_section(ms))
 286                 return ret;
 287
 288         ret = unregister_memory_section(ms);
 289         if (ret)
 290                 return ret;
 291
 292         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 293         sparse_remove_one_section(zone, ms);
 294         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
 295         return 0;
 296 }
 297 #endif
 298
 299 /*
 300  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
 301  * expected that archs that support memory hotplug will
 302  * call this function after deciding the zone to which to
 303  * add the new pages.
 304  */
 305 int __ref __add_pages(int nid, struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 306                         unsigned long nr_pages)
 307 {
 308         unsigned long i;
 309         int err = 0;
 310         int start_sec, end_sec;
 311         /* during initialize mem_map, align hot-added range to section */
 312         start_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn);
 313         end_sec = pfn_to_section_nr(phys_start_pfn + nr_pages - 1);
 314
 315         for (i = start_sec; i <= end_sec; i++) {
 316                 err = __add_section(nid, zone, i << PFN_SECTION_SHIFT);
 317
 318                 /*
 319                  * EEXIST is finally dealt with by ioresource collision
 320                  * check. see add_memory() => register_memory_resource()
 321                  * Warning will be printed if there is collision.
 322                  */
 323                 if (err && (err != -EEXIST))
 324                         break;
 325                 err = 0;
 326         }
 327
 328         return err;
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL_GPL(__add_pages);
 331
 332 /**
 333  * __remove_pages() - remove sections of pages from a zone
 334  * @zone: zone from which pages need to be removed
 335  * @phys_start_pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
 336  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
 337  *
 338  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
 339  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
 340  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
 341  * calling offline_pages().
 342  */
 343 int __remove_pages(struct zone *zone, unsigned long phys_start_pfn,
 344                  unsigned long nr_pages)
 345 {
 346         unsigned long i, ret = 0;
 347         int sections_to_remove;
 348
 349         /*
 350          * We can only remove entire sections
 351          */
 352         BUG_ON(phys_start_pfn & ~PAGE_SECTION_MASK);
 353         BUG_ON(nr_pages % PAGES_PER_SECTION);
 354
 355         sections_to_remove = nr_pages / PAGES_PER_SECTION;
 356         for (i = 0; i < sections_to_remove; i++) {
 357                 unsigned long pfn = phys_start_pfn + i*PAGES_PER_SECTION;
 358                 release_mem_region(pfn << PAGE_SHIFT,
 359                                    PAGES_PER_SECTION << PAGE_SHIFT);
 360                 ret = __remove_section(zone, __pfn_to_section(pfn));
 361                 if (ret)
 362                         break;
 363         }
 364         return ret;
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL_GPL(__remove_pages);
 367
 368 void online_page(struct page *page)
 369 {
 370         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
 371
 372         totalram_pages++;
 373         if (pfn >= num_physpages)
 374                 num_physpages = pfn + 1;
 375
 376 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 377         if (PageHighMem(page))
 378                 totalhigh_pages++;
 379 #endif
 380
 381         ClearPageReserved(page);
 382         init_page_count(page);
 383         __free_page(page);
 384 }
 385
 386 static int online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 387                         void *arg)
 388 {
 389         unsigned long i;
 390         unsigned long onlined_pages = *(unsigned long *)arg;
 391         struct page *page;
 392         if (PageReserved(pfn_to_page(start_pfn)))
 393                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 394                         page = pfn_to_page(start_pfn + i);
 395                         online_page(page);
 396                         onlined_pages++;
 397                 }
 398         *(unsigned long *)arg = onlined_pages;
 399         return 0;
 400 }
 401
 402
 403 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
 404 {
 405         unsigned long onlined_pages = 0;
 406         struct zone *zone;
 407         int need_zonelists_rebuild = 0;
 408         int nid;
 409         int ret;
 410         struct memory_notify arg;
 411
 412         lock_memory_hotplug();
 413         arg.start_pfn = pfn;
 414         arg.nr_pages = nr_pages;
 415         arg.status_change_nid = -1;
 416
 417         nid = page_to_nid(pfn_to_page(pfn));
 418         if (node_present_pages(nid) == 0)
 419                 arg.status_change_nid = nid;
 420
 421         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
 422         ret = notifier_to_errno(ret);
 423         if (ret) {
 424                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 425                 unlock_memory_hotplug();
 426                 return ret;
 427         }
 428         /*
 429          * This doesn't need a lock to do pfn_to_page().
 430          * The section can't be removed here because of the
 431          * memory_block->state_mutex.
 432          */
 433         zone = page_zone(pfn_to_page(pfn));
 434         /*
 435          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
 436          * This means the page allocator ignores this zone.
 437          * So, zonelist must be updated after online.
 438          */
 439         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 440         if (!populated_zone(zone))
 441                 need_zonelists_rebuild = 1;
 442
 443         ret = walk_system_ram_range(pfn, nr_pages, &onlined_pages,
 444                 online_pages_range);
 445         if (ret) {
 446                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 447                 printk(KERN_DEBUG "online_pages %lx at %lx failed\n",
 448                         nr_pages, pfn);
 449                 memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
 450                 unlock_memory_hotplug();
 451                 return ret;
 452         }
 453
 454         zone->present_pages += onlined_pages;
 455         zone->zone_pgdat->node_present_pages += onlined_pages;
 456         if (need_zonelists_rebuild)
 457                 build_all_zonelists(zone);
 458         else
 459                 zone_pcp_update(zone);
 460
 461         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 462
 463         init_per_zone_wmark_min();
 464
 465         if (onlined_pages) {
 466                 kswapd_run(zone_to_nid(zone));
 467                 node_set_state(zone_to_nid(zone), N_HIGH_MEMORY);
 468         }
 469
 470         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 471
 472         writeback_set_ratelimit();
 473
 474         if (onlined_pages)
 475                 memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
 476         unlock_memory_hotplug();
 477
 478         return 0;
 479 }
 480 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
 481
 482 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 483 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid, u64 start)
 484 {
 485         struct pglist_data *pgdat;
 486         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 487         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 488         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 489
 490         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
 491         if (!pgdat)
 492                 return NULL;
 493
 494         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
 495
 496         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
 497
 498         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
 499         free_area_init_node(nid, zones_size, start_pfn, zholes_size);
 500
 501         /*
 502          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
 503          * to access not-initialized zonelist, build here.
 504          */
 505         mutex_lock(&zonelists_mutex);
 506         build_all_zonelists(NULL);
 507         mutex_unlock(&zonelists_mutex);
 508
 509         return pgdat;
 510 }
 511
 512 static void rollback_node_hotadd(int nid, pg_data_t *pgdat)
 513 {
 514         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
 515         arch_free_nodedata(pgdat);
 516         return;
 517 }
 518
 519
 520 /*
 521  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
 522  */
 523 int mem_online_node(int nid)
 524 {
 525         pg_data_t       *pgdat;
 526         int     ret;
 527
 528         lock_memory_hotplug();
 529         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, 0);
 530         if (!pgdat) {
 531                 ret = -ENOMEM;
 532                 goto out;
 533         }
 534         node_set_online(nid);
 535         ret = register_one_node(nid);
 536         BUG_ON(ret);
 537
 538 out:
 539         unlock_memory_hotplug();
 540         return ret;
 541 }
 542
 543 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 544 int __ref add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
 545 {
 546         pg_data_t *pgdat = NULL;
 547         int new_pgdat = 0;
 548         struct resource *res;
 549         int ret;
 550
 551         lock_memory_hotplug();
 552
 553         res = register_memory_resource(start, size);
 554         ret = -EEXIST;
 555         if (!res)
 556                 goto out;
 557
 558         if (!node_online(nid)) {
 559                 pgdat = hotadd_new_pgdat(nid, start);
 560                 ret = -ENOMEM;
 561                 if (!pgdat)
 562                         goto out;
 563                 new_pgdat = 1;
 564         }
 565
 566         /* call arch's memory hotadd */
 567         ret = arch_add_memory(nid, start, size);
 568
 569         if (ret < 0)
 570                 goto error;
 571
 572         /* we online node here. we can't roll back from here. */
 573         node_set_online(nid);
 574
 575         if (new_pgdat) {
 576                 ret = register_one_node(nid);
 577                 /*
 578                  * If sysfs file of new node can't create, cpu on the node
 579                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
 580                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
 581                  */
 582                 BUG_ON(ret);
 583         }
 584
 585         /* create new memmap entry */
 586         firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
 587
 588         goto out;
 589
 590 error:
 591         /* rollback pgdat allocation and others */
 592         if (new_pgdat)
 593                 rollback_node_hotadd(nid, pgdat);
 594         if (res)
 595                 release_memory_resource(res);
 596
 597 out:
 598         unlock_memory_hotplug();
 599         return ret;
 600 }
 601 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
 602
 603 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 604 /*
 605  * A free page on the buddy free lists (not the per-cpu lists) has PageBuddy
 606  * set and the size of the free page is given by page_order(). Using this,
 607  * the function determines if the pageblock contains only free pages.
 608  * Due to buddy contraints, a free page at least the size of a pageblock will
 609  * be located at the start of the pageblock
 610  */
 611 static inline int pageblock_free(struct page *page)
 612 {
 613         return PageBuddy(page) && page_order(page) >= pageblock_order;
 614 }
 615
 616 /* Return the start of the next active pageblock after a given page */
 617 static struct page *next_active_pageblock(struct page *page)
 618 {
 619         /* Ensure the starting page is pageblock-aligned */
 620         BUG_ON(page_to_pfn(page) & (pageblock_nr_pages - 1));
 621
 622         /* If the entire pageblock is free, move to the end of free page */
 623         if (pageblock_free(page)) {
 624                 int order;
 625                 /* be careful. we don't have locks, page_order can be changed.*/
 626                 order = page_order(page);
 627                 if ((order < MAX_ORDER) && (order >= pageblock_order))
 628                         return page + (1 << order);
 629         }
 630
 631         return page + pageblock_nr_pages;
 632 }
 633
 634 /* Checks if this range of memory is likely to be hot-removable. */
 635 int is_mem_section_removable(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
 636 {
 637         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
 638         struct page *end_page = page + nr_pages;
 639
 640         /* Check the starting page of each pageblock within the range */
 641         for (; page < end_page; page = next_active_pageblock(page)) {
 642                 if (!is_pageblock_removable_nolock(page))
 643                         return 0;
 644                 cond_resched();
 645         }
 646
 647         /* All pageblocks in the memory block are likely to be hot-removable */
 648         return 1;
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Confirm all pages in a range [start, end) is belongs to the same zone.
 653  */
 654 static int test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 655 {
 656         unsigned long pfn;
 657         struct zone *zone = NULL;
 658         struct page *page;
 659         int i;
 660         for (pfn = start_pfn;
 661              pfn < end_pfn;
 662              pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
 663                 i = 0;
 664                 /* This is just a CONFIG_HOLES_IN_ZONE check.*/
 665                 while ((i < MAX_ORDER_NR_PAGES) && !pfn_valid_within(pfn + i))
 666                         i++;
 667                 if (i == MAX_ORDER_NR_PAGES)
 668                         continue;
 669                 page = pfn_to_page(pfn + i);
 670                 if (zone && page_zone(page) != zone)
 671                         return 0;
 672                 zone = page_zone(page);
 673         }
 674         return 1;
 675 }
 676
 677 /*
 678  * Scanning pfn is much easier than scanning lru list.
 679  * Scan pfn from start to end and Find LRU page.
 680  */
 681 static unsigned long scan_lru_pages(unsigned long start, unsigned long end)
 682 {
 683         unsigned long pfn;
 684         struct page *page;
 685         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
 686                 if (pfn_valid(pfn)) {
 687                         page = pfn_to_page(pfn);
 688                         if (PageLRU(page))
 689                                 return pfn;
 690                 }
 691         }
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 static struct page *
 696 hotremove_migrate_alloc(struct page *page, unsigned long private, int **x)
 697 {
 698         /* This should be improooooved!! */
 699         return alloc_page(GFP_HIGHUSER_MOVABLE);
 700 }
 701
 702 #define NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES        (256)
 703 static int
 704 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 705 {
 706         unsigned long pfn;
 707         struct page *page;
 708         int move_pages = NR_OFFLINE_AT_ONCE_PAGES;
 709         int not_managed = 0;
 710         int ret = 0;
 711         LIST_HEAD(source);
 712
 713         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn && move_pages > 0; pfn++) {
 714                 if (!pfn_valid(pfn))
 715                         continue;
 716                 page = pfn_to_page(pfn);
 717                 if (!get_page_unless_zero(page))
 718                         continue;
 719                 /*
 720                  * We can skip free pages. And we can only deal with pages on
 721                  * LRU.
 722                  */
 723                 ret = isolate_lru_page(page);
 724                 if (!ret) { /* Success */
 725                         put_page(page);
 726                         list_add_tail(&page->lru, &source);
 727                         move_pages--;
 728                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
 729                                             page_is_file_cache(page));
 730
 731                 } else {
 732 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 733                         printk(KERN_ALERT "removing pfn %lx from LRU failed\n",
 734                                pfn);
 735                         dump_page(page);
 736 #endif
 737                         put_page(page);
 738                         /* Because we don't have big zone->lock. we should
 739                            check this again here. */
 740                         if (page_count(page)) {
 741                                 not_managed++;
 742                                 ret = -EBUSY;
 743                                 break;
 744                         }
 745                 }
 746         }
 747         if (!list_empty(&source)) {
 748                 if (not_managed) {
 749                         putback_lru_pages(&source);
 750                         goto out;
 751                 }
 752                 /* this function returns # of failed pages */
 753                 ret = migrate_pages(&source, hotremove_migrate_alloc, 0,
 754                                                         true, MIGRATE_SYNC);
 755                 if (ret)
 756                         putback_lru_pages(&source);
 757         }
 758 out:
 759         return ret;
 760 }
 761
 762 /*
 763  * remove from free_area[] and mark all as Reserved.
 764  */
 765 static int
 766 offline_isolated_pages_cb(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
 767                         void *data)
 768 {
 769         __offline_isolated_pages(start, start + nr_pages);
 770         return 0;
 771 }
 772
 773 static void
 774 offline_isolated_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 775 {
 776         walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, NULL,
 777                                 offline_isolated_pages_cb);
 778 }
 779
 780 /*
 781  * Check all pages in range, recoreded as memory resource, are isolated.
 782  */
 783 static int
 784 check_pages_isolated_cb(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 785                         void *data)
 786 {
 787         int ret;
 788         long offlined = *(long *)data;
 789         ret = test_pages_isolated(start_pfn, start_pfn + nr_pages);
 790         offlined = nr_pages;
 791         if (!ret)
 792                 *(long *)data += offlined;
 793         return ret;
 794 }
 795
 796 static long
 797 check_pages_isolated(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 798 {
 799         long offlined = 0;
 800         int ret;
 801
 802         ret = walk_system_ram_range(start_pfn, end_pfn - start_pfn, &offlined,
 803                         check_pages_isolated_cb);
 804         if (ret < 0)
 805                 offlined = (long)ret;
 806         return offlined;
 807 }
 808
 809 static int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn,
 810                   unsigned long end_pfn, unsigned long timeout)
 811 {
 812         unsigned long pfn, nr_pages, expire;
 813         long offlined_pages;
 814         int ret, drain, retry_max, node;
 815         struct zone *zone;
 816         struct memory_notify arg;
 817
 818         BUG_ON(start_pfn >= end_pfn);
 819         /* at least, alignment against pageblock is necessary */
 820         if (!IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages))
 821                 return -EINVAL;
 822         if (!IS_ALIGNED(end_pfn, pageblock_nr_pages))
 823                 return -EINVAL;
 824         /* This makes hotplug much easier...and readable.
 825            we assume this for now. .*/
 826         if (!test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn))
 827                 return -EINVAL;
 828
 829         lock_memory_hotplug();
 830
 831         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
 832         node = zone_to_nid(zone);
 833         nr_pages = end_pfn - start_pfn;
 834
 835         /* set above range as isolated */
 836         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn);
 837         if (ret)
 838                 goto out;
 839
 840         arg.start_pfn = start_pfn;
 841         arg.nr_pages = nr_pages;
 842         arg.status_change_nid = -1;
 843         if (nr_pages >= node_present_pages(node))
 844                 arg.status_change_nid = node;
 845
 846         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
 847         ret = notifier_to_errno(ret);
 848         if (ret)
 849                 goto failed_removal;
 850
 851         pfn = start_pfn;
 852         expire = jiffies + timeout;
 853         drain = 0;
 854         retry_max = 5;
 855 repeat:
 856         /* start memory hot removal */
 857         ret = -EAGAIN;
 858         if (time_after(jiffies, expire))
 859                 goto failed_removal;
 860         ret = -EINTR;
 861         if (signal_pending(current))
 862                 goto failed_removal;
 863         ret = 0;
 864         if (drain) {
 865                 lru_add_drain_all();
 866                 cond_resched();
 867                 drain_all_pages();
 868         }
 869
 870         pfn = scan_lru_pages(start_pfn, end_pfn);
 871         if (pfn) { /* We have page on LRU */
 872                 ret = do_migrate_range(pfn, end_pfn);
 873                 if (!ret) {
 874                         drain = 1;
 875                         goto repeat;
 876                 } else {
 877                         if (ret < 0)
 878                                 if (--retry_max == 0)
 879                                         goto failed_removal;
 880                         yield();
 881                         drain = 1;
 882                         goto repeat;
 883                 }
 884         }
 885         /* drain all zone's lru pagevec, this is asyncronous... */
 886         lru_add_drain_all();
 887         yield();
 888         /* drain pcp pages , this is synchrouns. */
 889         drain_all_pages();
 890         /* check again */
 891         offlined_pages = check_pages_isolated(start_pfn, end_pfn);
 892         if (offlined_pages < 0) {
 893                 ret = -EBUSY;
 894                 goto failed_removal;
 895         }
 896         printk(KERN_INFO "Offlined Pages %ld\n", offlined_pages);
 897         /* Ok, all of our target is islaoted.
 898            We cannot do rollback at this point. */
 899         offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
 900         /* reset pagetype flags and makes migrate type to be MOVABLE */
 901         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn);
 902         /* removal success */
 903         zone->present_pages -= offlined_pages;
 904         zone->zone_pgdat->node_present_pages -= offlined_pages;
 905         totalram_pages -= offlined_pages;
 906
 907         init_per_zone_wmark_min();
 908
 909         if (!node_present_pages(node)) {
 910                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
 911                 kswapd_stop(node);
 912         }
 913
 914         vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
 915         writeback_set_ratelimit();
 916
 917         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
 918         unlock_memory_hotplug();
 919         return 0;
 920
 921 failed_removal:
 922         printk(KERN_INFO "memory offlining %lx to %lx failed\n",
 923                 start_pfn, end_pfn);
 924         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
 925         /* pushback to free area */
 926         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn);
 927
 928 out:
 929         unlock_memory_hotplug();
 930         return ret;
 931 }
 932
 933 int remove_memory(u64 start, u64 size)
 934 {
 935         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 936
 937         start_pfn = PFN_DOWN(start);
 938         end_pfn = start_pfn + PFN_DOWN(size);
 939         return offline_pages(start_pfn, end_pfn, 120 * HZ);
 940 }
 941 #else
 942 int remove_memory(u64 start, u64 size)
 943 {
 944         return -EINVAL;
 945 }
 946 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */
 947 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);