Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/base/memory.c

   1 /*
   2  * Memory subsystem support
   3  *
   4  * Written by Matt Tolentino <matthew.e.tolentino@intel.com>
   5  *            Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
   6  *
   7  * This file provides the necessary infrastructure to represent
   8  * a SPARSEMEM-memory-model system's physical memory in /sysfs.
   9  * All arch-independent code that assumes MEMORY_HOTPLUG requires
  10  * SPARSEMEM should be contained here, or in mm/memory_hotplug.c.
  11  */
  12
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/topology.h>
  16 #include <linux/capability.h>
  17 #include <linux/device.h>
  18 #include <linux/memory.h>
  19 #include <linux/kobject.h>
  20 #include <linux/memory_hotplug.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/mutex.h>
  23 #include <linux/stat.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include <linux/atomic.h>
  27 #include <asm/uaccess.h>
  28
  29 static DEFINE_MUTEX(mem_sysfs_mutex);
  30
  31 #define MEMORY_CLASS_NAME       "memory"
  32
  33 static int sections_per_block;
  34
  35 static inline int base_memory_block_id(int section_nr)
  36 {
  37         return section_nr / sections_per_block;
  38 }
  39
  40 static struct bus_type memory_subsys = {
  41         .name = MEMORY_CLASS_NAME,
  42         .dev_name = MEMORY_CLASS_NAME,
  43 };
  44
  45 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(memory_chain);
  46
  47 int register_memory_notifier(struct notifier_block *nb)
  48 {
  49         return blocking_notifier_chain_register(&memory_chain, nb);
  50 }
  51 EXPORT_SYMBOL(register_memory_notifier);
  52
  53 void unregister_memory_notifier(struct notifier_block *nb)
  54 {
  55         blocking_notifier_chain_unregister(&memory_chain, nb);
  56 }
  57 EXPORT_SYMBOL(unregister_memory_notifier);
  58
  59 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(memory_isolate_chain);
  60
  61 int register_memory_isolate_notifier(struct notifier_block *nb)
  62 {
  63         return atomic_notifier_chain_register(&memory_isolate_chain, nb);
  64 }
  65 EXPORT_SYMBOL(register_memory_isolate_notifier);
  66
  67 void unregister_memory_isolate_notifier(struct notifier_block *nb)
  68 {
  69         atomic_notifier_chain_unregister(&memory_isolate_chain, nb);
  70 }
  71 EXPORT_SYMBOL(unregister_memory_isolate_notifier);
  72
  73 /*
  74  * register_memory - Setup a sysfs device for a memory block
  75  */
  76 static
  77 int register_memory(struct memory_block *memory)
  78 {
  79         int error;
  80
  81         memory->dev.bus = &memory_subsys;
  82         memory->dev.id = memory->start_section_nr / sections_per_block;
  83
  84         error = device_register(&memory->dev);
  85         return error;
  86 }
  87
  88 static void
  89 unregister_memory(struct memory_block *memory)
  90 {
  91         BUG_ON(memory->dev.bus != &memory_subsys);
  92
  93         /* drop the ref. we got in remove_memory_block() */
  94         kobject_put(&memory->dev.kobj);
  95         device_unregister(&memory->dev);
  96 }
  97
  98 unsigned long __weak memory_block_size_bytes(void)
  99 {
 100         return MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE;
 101 }
 102
 103 static unsigned long get_memory_block_size(void)
 104 {
 105         unsigned long block_sz;
 106
 107         block_sz = memory_block_size_bytes();
 108
 109         /* Validate blk_sz is a power of 2 and not less than section size */
 110         if ((block_sz & (block_sz - 1)) || (block_sz < MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE)) {
 111                 WARN_ON(1);
 112                 block_sz = MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE;
 113         }
 114
 115         return block_sz;
 116 }
 117
 118 /*
 119  * use this as the physical section index that this memsection
 120  * uses.
 121  */
 122
 123 static ssize_t show_mem_start_phys_index(struct device *dev,
 124                         struct device_attribute *attr, char *buf)
 125 {
 126         struct memory_block *mem =
 127                 container_of(dev, struct memory_block, dev);
 128         unsigned long phys_index;
 129
 130         phys_index = mem->start_section_nr / sections_per_block;
 131         return sprintf(buf, "%08lx\n", phys_index);
 132 }
 133
 134 static ssize_t show_mem_end_phys_index(struct device *dev,
 135                         struct device_attribute *attr, char *buf)
 136 {
 137         struct memory_block *mem =
 138                 container_of(dev, struct memory_block, dev);
 139         unsigned long phys_index;
 140
 141         phys_index = mem->end_section_nr / sections_per_block;
 142         return sprintf(buf, "%08lx\n", phys_index);
 143 }
 144
 145 /*
 146  * Show whether the section of memory is likely to be hot-removable
 147  */
 148 static ssize_t show_mem_removable(struct device *dev,
 149                         struct device_attribute *attr, char *buf)
 150 {
 151         unsigned long i, pfn;
 152         int ret = 1;
 153         struct memory_block *mem =
 154                 container_of(dev, struct memory_block, dev);
 155
 156         for (i = 0; i < sections_per_block; i++) {
 157                 pfn = section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr + i);
 158                 ret &= is_mem_section_removable(pfn, PAGES_PER_SECTION);
 159         }
 160
 161         return sprintf(buf, "%d\n", ret);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * online, offline, going offline, etc.
 166  */
 167 static ssize_t show_mem_state(struct device *dev,
 168                         struct device_attribute *attr, char *buf)
 169 {
 170         struct memory_block *mem =
 171                 container_of(dev, struct memory_block, dev);
 172         ssize_t len = 0;
 173
 174         /*
 175          * We can probably put these states in a nice little array
 176          * so that they're not open-coded
 177          */
 178         switch (mem->state) {
 179                 case MEM_ONLINE:
 180                         len = sprintf(buf, "online\n");
 181                         break;
 182                 case MEM_OFFLINE:
 183                         len = sprintf(buf, "offline\n");
 184                         break;
 185                 case MEM_GOING_OFFLINE:
 186                         len = sprintf(buf, "going-offline\n");
 187                         break;
 188                 default:
 189                         len = sprintf(buf, "ERROR-UNKNOWN-%ld\n",
 190                                         mem->state);
 191                         WARN_ON(1);
 192                         break;
 193         }
 194
 195         return len;
 196 }
 197
 198 int memory_notify(unsigned long val, void *v)
 199 {
 200         return blocking_notifier_call_chain(&memory_chain, val, v);
 201 }
 202
 203 int memory_isolate_notify(unsigned long val, void *v)
 204 {
 205         return atomic_notifier_call_chain(&memory_isolate_chain, val, v);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * The probe routines leave the pages reserved, just as the bootmem code does.
 210  * Make sure they're still that way.
 211  */
 212 static bool pages_correctly_reserved(unsigned long start_pfn,
 213                                         unsigned long nr_pages)
 214 {
 215         int i, j;
 216         struct page *page;
 217         unsigned long pfn = start_pfn;
 218
 219         /*
 220          * memmap between sections is not contiguous except with
 221          * SPARSEMEM_VMEMMAP. We lookup the page once per section
 222          * and assume memmap is contiguous within each section
 223          */
 224         for (i = 0; i < sections_per_block; i++, pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 225                 if (WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn)))
 226                         return false;
 227                 page = pfn_to_page(pfn);
 228
 229                 for (j = 0; j < PAGES_PER_SECTION; j++) {
 230                         if (PageReserved(page + j))
 231                                 continue;
 232
 233                         printk(KERN_WARNING "section number %ld page number %d "
 234                                 "not reserved, was it already online?\n",
 235                                 pfn_to_section_nr(pfn), j);
 236
 237                         return false;
 238                 }
 239         }
 240
 241         return true;
 242 }
 243
 244 /*
 245  * MEMORY_HOTPLUG depends on SPARSEMEM in mm/Kconfig, so it is
 246  * OK to have direct references to sparsemem variables in here.
 247  */
 248 static int
 249 memory_block_action(unsigned long phys_index, unsigned long action)
 250 {
 251         unsigned long start_pfn;
 252         unsigned long nr_pages = PAGES_PER_SECTION * sections_per_block;
 253         struct page *first_page;
 254         int ret;
 255
 256         first_page = pfn_to_page(phys_index << PFN_SECTION_SHIFT);
 257         start_pfn = page_to_pfn(first_page);
 258
 259         switch (action) {
 260                 case MEM_ONLINE:
 261                         if (!pages_correctly_reserved(start_pfn, nr_pages))
 262                                 return -EBUSY;
 263
 264                         ret = online_pages(start_pfn, nr_pages);
 265                         break;
 266                 case MEM_OFFLINE:
 267                         ret = offline_pages(start_pfn, nr_pages);
 268                         break;
 269                 default:
 270                         WARN(1, KERN_WARNING "%s(%ld, %ld) unknown action: "
 271                              "%ld\n", __func__, phys_index, action, action);
 272                         ret = -EINVAL;
 273         }
 274
 275         return ret;
 276 }
 277
 278 static int memory_block_change_state(struct memory_block *mem,
 279                 unsigned long to_state, unsigned long from_state_req)
 280 {
 281         int ret = 0;
 282
 283         mutex_lock(&mem->state_mutex);
 284
 285         if (mem->state != from_state_req) {
 286                 ret = -EINVAL;
 287                 goto out;
 288         }
 289
 290         if (to_state == MEM_OFFLINE)
 291                 mem->state = MEM_GOING_OFFLINE;
 292
 293         ret = memory_block_action(mem->start_section_nr, to_state);
 294
 295         if (ret) {
 296                 mem->state = from_state_req;
 297                 goto out;
 298         }
 299
 300         mem->state = to_state;
 301         switch (mem->state) {
 302         case MEM_OFFLINE:
 303                 kobject_uevent(&mem->dev.kobj, KOBJ_OFFLINE);
 304                 break;
 305         case MEM_ONLINE:
 306                 kobject_uevent(&mem->dev.kobj, KOBJ_ONLINE);
 307                 break;
 308         default:
 309                 break;
 310         }
 311 out:
 312         mutex_unlock(&mem->state_mutex);
 313         return ret;
 314 }
 315
 316 static ssize_t
 317 store_mem_state(struct device *dev,
 318                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
 319 {
 320         struct memory_block *mem;
 321         int ret = -EINVAL;
 322
 323         mem = container_of(dev, struct memory_block, dev);
 324
 325         if (!strncmp(buf, "online", min((int)count, 6)))
 326                 ret = memory_block_change_state(mem, MEM_ONLINE, MEM_OFFLINE);
 327         else if(!strncmp(buf, "offline", min((int)count, 7)))
 328                 ret = memory_block_change_state(mem, MEM_OFFLINE, MEM_ONLINE);
 329
 330         if (ret)
 331                 return ret;
 332         return count;
 333 }
 334
 335 /*
 336  * phys_device is a bad name for this.  What I really want
 337  * is a way to differentiate between memory ranges that
 338  * are part of physical devices that constitute
 339  * a complete removable unit or fru.
 340  * i.e. do these ranges belong to the same physical device,
 341  * s.t. if I offline all of these sections I can then
 342  * remove the physical device?
 343  */
 344 static ssize_t show_phys_device(struct device *dev,
 345                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 346 {
 347         struct memory_block *mem =
 348                 container_of(dev, struct memory_block, dev);
 349         return sprintf(buf, "%d\n", mem->phys_device);
 350 }
 351
 352 static DEVICE_ATTR(phys_index, 0444, show_mem_start_phys_index, NULL);
 353 static DEVICE_ATTR(end_phys_index, 0444, show_mem_end_phys_index, NULL);
 354 static DEVICE_ATTR(state, 0644, show_mem_state, store_mem_state);
 355 static DEVICE_ATTR(phys_device, 0444, show_phys_device, NULL);
 356 static DEVICE_ATTR(removable, 0444, show_mem_removable, NULL);
 357
 358 #define mem_create_simple_file(mem, attr_name)  \
 359         device_create_file(&mem->dev, &dev_attr_##attr_name)
 360 #define mem_remove_simple_file(mem, attr_name)  \
 361         device_remove_file(&mem->dev, &dev_attr_##attr_name)
 362
 363 /*
 364  * Block size attribute stuff
 365  */
 366 static ssize_t
 367 print_block_size(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 368                  char *buf)
 369 {
 370         return sprintf(buf, "%lx\n", get_memory_block_size());
 371 }
 372
 373 static DEVICE_ATTR(block_size_bytes, 0444, print_block_size, NULL);
 374
 375 static int block_size_init(void)
 376 {
 377         return device_create_file(memory_subsys.dev_root,
 378                                   &dev_attr_block_size_bytes);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Some architectures will have custom drivers to do this, and
 383  * will not need to do it from userspace.  The fake hot-add code
 384  * as well as ppc64 will do all of their discovery in userspace
 385  * and will require this interface.
 386  */
 387 #ifdef CONFIG_ARCH_MEMORY_PROBE
 388 static ssize_t
 389 memory_probe_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 390                    const char *buf, size_t count)
 391 {
 392         u64 phys_addr;
 393         int nid;
 394         int i, ret;
 395         unsigned long pages_per_block = PAGES_PER_SECTION * sections_per_block;
 396
 397         phys_addr = simple_strtoull(buf, NULL, 0);
 398
 399         if (phys_addr & ((pages_per_block << PAGE_SHIFT) - 1))
 400                 return -EINVAL;
 401
 402         for (i = 0; i < sections_per_block; i++) {
 403                 nid = memory_add_physaddr_to_nid(phys_addr);
 404                 ret = add_memory(nid, phys_addr,
 405                                  PAGES_PER_SECTION << PAGE_SHIFT);
 406                 if (ret)
 407                         goto out;
 408
 409                 phys_addr += MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE;
 410         }
 411
 412         ret = count;
 413 out:
 414         return ret;
 415 }
 416 static DEVICE_ATTR(probe, S_IWUSR, NULL, memory_probe_store);
 417
 418 static int memory_probe_init(void)
 419 {
 420         return device_create_file(memory_subsys.dev_root, &dev_attr_probe);
 421 }
 422 #else
 423 static inline int memory_probe_init(void)
 424 {
 425         return 0;
 426 }
 427 #endif
 428
 429 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 430 /*
 431  * Support for offlining pages of memory
 432  */
 433
 434 /* Soft offline a page */
 435 static ssize_t
 436 store_soft_offline_page(struct device *dev,
 437                         struct device_attribute *attr,
 438                         const char *buf, size_t count)
 439 {
 440         int ret;
 441         u64 pfn;
 442         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 443                 return -EPERM;
 444         if (strict_strtoull(buf, 0, &pfn) < 0)
 445                 return -EINVAL;
 446         pfn >>= PAGE_SHIFT;
 447         if (!pfn_valid(pfn))
 448                 return -ENXIO;
 449         ret = soft_offline_page(pfn_to_page(pfn), 0);
 450         return ret == 0 ? count : ret;
 451 }
 452
 453 /* Forcibly offline a page, including killing processes. */
 454 static ssize_t
 455 store_hard_offline_page(struct device *dev,
 456                         struct device_attribute *attr,
 457                         const char *buf, size_t count)
 458 {
 459         int ret;
 460         u64 pfn;
 461         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 462                 return -EPERM;
 463         if (strict_strtoull(buf, 0, &pfn) < 0)
 464                 return -EINVAL;
 465         pfn >>= PAGE_SHIFT;
 466         ret = memory_failure(pfn, 0, 0);
 467         return ret ? ret : count;
 468 }
 469
 470 static DEVICE_ATTR(soft_offline_page, 0644, NULL, store_soft_offline_page);
 471 static DEVICE_ATTR(hard_offline_page, 0644, NULL, store_hard_offline_page);
 472
 473 static __init int memory_fail_init(void)
 474 {
 475         int err;
 476
 477         err = device_create_file(memory_subsys.dev_root,
 478                                 &dev_attr_soft_offline_page);
 479         if (!err)
 480                 err = device_create_file(memory_subsys.dev_root,
 481                                 &dev_attr_hard_offline_page);
 482         return err;
 483 }
 484 #else
 485 static inline int memory_fail_init(void)
 486 {
 487         return 0;
 488 }
 489 #endif
 490
 491 /*
 492  * Note that phys_device is optional.  It is here to allow for
 493  * differentiation between which *physical* devices each
 494  * section belongs to...
 495  */
 496 int __weak arch_get_memory_phys_device(unsigned long start_pfn)
 497 {
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * A reference for the returned object is held and the reference for the
 503  * hinted object is released.
 504  */
 505 struct memory_block *find_memory_block_hinted(struct mem_section *section,
 506                                               struct memory_block *hint)
 507 {
 508         int block_id = base_memory_block_id(__section_nr(section));
 509         struct device *hintdev = hint ? &hint->dev : NULL;
 510         struct device *dev;
 511
 512         dev = subsys_find_device_by_id(&memory_subsys, block_id, hintdev);
 513         if (hint)
 514                 put_device(&hint->dev);
 515         if (!dev)
 516                 return NULL;
 517         return container_of(dev, struct memory_block, dev);
 518 }
 519
 520 /*
 521  * For now, we have a linear search to go find the appropriate
 522  * memory_block corresponding to a particular phys_index. If
 523  * this gets to be a real problem, we can always use a radix
 524  * tree or something here.
 525  *
 526  * This could be made generic for all device subsystems.
 527  */
 528 struct memory_block *find_memory_block(struct mem_section *section)
 529 {
 530         return find_memory_block_hinted(section, NULL);
 531 }
 532
 533 static int init_memory_block(struct memory_block **memory,
 534                              struct mem_section *section, unsigned long state)
 535 {
 536         struct memory_block *mem;
 537         unsigned long start_pfn;
 538         int scn_nr;
 539         int ret = 0;
 540
 541         mem = kzalloc(sizeof(*mem), GFP_KERNEL);
 542         if (!mem)
 543                 return -ENOMEM;
 544
 545         scn_nr = __section_nr(section);
 546         mem->start_section_nr =
 547                         base_memory_block_id(scn_nr) * sections_per_block;
 548         mem->end_section_nr = mem->start_section_nr + sections_per_block - 1;
 549         mem->state = state;
 550         mem->section_count++;
 551         mutex_init(&mem->state_mutex);
 552         start_pfn = section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr);
 553         mem->phys_device = arch_get_memory_phys_device(start_pfn);
 554
 555         ret = register_memory(mem);
 556         if (!ret)
 557                 ret = mem_create_simple_file(mem, phys_index);
 558         if (!ret)
 559                 ret = mem_create_simple_file(mem, end_phys_index);
 560         if (!ret)
 561                 ret = mem_create_simple_file(mem, state);
 562         if (!ret)
 563                 ret = mem_create_simple_file(mem, phys_device);
 564         if (!ret)
 565                 ret = mem_create_simple_file(mem, removable);
 566
 567         *memory = mem;
 568         return ret;
 569 }
 570
 571 static int add_memory_section(int nid, struct mem_section *section,
 572                         struct memory_block **mem_p,
 573                         unsigned long state, enum mem_add_context context)
 574 {
 575         struct memory_block *mem = NULL;
 576         int scn_nr = __section_nr(section);
 577         int ret = 0;
 578
 579         mutex_lock(&mem_sysfs_mutex);
 580
 581         if (context == BOOT) {
 582                 /* same memory block ? */
 583                 if (mem_p && *mem_p)
 584                         if (scn_nr >= (*mem_p)->start_section_nr &&
 585                             scn_nr <= (*mem_p)->end_section_nr) {
 586                                 mem = *mem_p;
 587                                 kobject_get(&mem->dev.kobj);
 588                         }
 589         } else
 590                 mem = find_memory_block(section);
 591
 592         if (mem) {
 593                 mem->section_count++;
 594                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
 595         } else {
 596                 ret = init_memory_block(&mem, section, state);
 597                 /* store memory_block pointer for next loop */
 598                 if (!ret && context == BOOT)
 599                         if (mem_p)
 600                                 *mem_p = mem;
 601         }
 602
 603         if (!ret) {
 604                 if (context == HOTPLUG &&
 605                     mem->section_count == sections_per_block)
 606                         ret = register_mem_sect_under_node(mem, nid);
 607         }
 608
 609         mutex_unlock(&mem_sysfs_mutex);
 610         return ret;
 611 }
 612
 613 int remove_memory_block(unsigned long node_id, struct mem_section *section,
 614                 int phys_device)
 615 {
 616         struct memory_block *mem;
 617
 618         mutex_lock(&mem_sysfs_mutex);
 619         mem = find_memory_block(section);
 620         unregister_mem_sect_under_nodes(mem, __section_nr(section));
 621
 622         mem->section_count--;
 623         if (mem->section_count == 0) {
 624                 mem_remove_simple_file(mem, phys_index);
 625                 mem_remove_simple_file(mem, end_phys_index);
 626                 mem_remove_simple_file(mem, state);
 627                 mem_remove_simple_file(mem, phys_device);
 628                 mem_remove_simple_file(mem, removable);
 629                 unregister_memory(mem);
 630                 kfree(mem);
 631         } else
 632                 kobject_put(&mem->dev.kobj);
 633
 634         mutex_unlock(&mem_sysfs_mutex);
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * need an interface for the VM to add new memory regions,
 640  * but without onlining it.
 641  */
 642 int register_new_memory(int nid, struct mem_section *section)
 643 {
 644         return add_memory_section(nid, section, NULL, MEM_OFFLINE, HOTPLUG);
 645 }
 646
 647 int unregister_memory_section(struct mem_section *section)
 648 {
 649         if (!present_section(section))
 650                 return -EINVAL;
 651
 652         return remove_memory_block(0, section, 0);
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Initialize the sysfs support for memory devices...
 657  */
 658 int __init memory_dev_init(void)
 659 {
 660         unsigned int i;
 661         int ret;
 662         int err;
 663         unsigned long block_sz;
 664         struct memory_block *mem = NULL;
 665
 666         ret = subsys_system_register(&memory_subsys, NULL);
 667         if (ret)
 668                 goto out;
 669
 670         block_sz = get_memory_block_size();
 671         sections_per_block = block_sz / MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE;
 672
 673         /*
 674          * Create entries for memory sections that were found
 675          * during boot and have been initialized
 676          */
 677         for (i = 0; i < NR_MEM_SECTIONS; i++) {
 678                 if (!present_section_nr(i))
 679                         continue;
 680                 /* don't need to reuse memory_block if only one per block */
 681                 err = add_memory_section(0, __nr_to_section(i),
 682                                  (sections_per_block == 1) ? NULL : &mem,
 683                                          MEM_ONLINE,
 684                                          BOOT);
 685                 if (!ret)
 686                         ret = err;
 687         }
 688
 689         err = memory_probe_init();
 690         if (!ret)
 691                 ret = err;
 692         err = memory_fail_init();
 693         if (!ret)
 694                 ret = err;
 695         err = block_size_init();
 696         if (!ret)
 697                 ret = err;
 698 out:
 699         if (ret)
 700                 printk(KERN_ERR "%s() failed: %d\n", __func__, ret);
 701         return ret;
 702 }