workqueue: fix subtle pool management issue which can stall whole worker_pool
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/jhash.h>
45 #include <linux/hashtable.h>
46 #include <linux/rculist.h>
47 #include <linux/nodemask.h>
48 #include <linux/moduleparam.h>
49 #include <linux/uaccess.h>
50
51 #include "workqueue_internal.h"
52
53 enum {
54         /*
55          * worker_pool flags
56          *
57          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
58          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
59          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
60          * is in effect.
61          *
62          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
63          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
64          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
65          *
66          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
67          * manager_mutex to avoid changing binding state while
68          * create_worker() is in progress.
69          */
70         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
73
74         /* worker flags */
75         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
76         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
77         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
78         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
79         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
80         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
81         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
82
83         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
84                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
85
86         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
87
88         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
89         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
90
91         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
92         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
93
94         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
95                                                 /* call for help after 10ms
96                                                    (min two ticks) */
97         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
98         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
99
100         /*
101          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
102          * all cpus.  Give -20.
103          */
104         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
105         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
106
107         WQ_NAME_LEN             = 24,
108 };
109
110 /*
111  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
112  *
113  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
114  *    everyone else.
115  *
116  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
117  *    only be modified and accessed from the local cpu.
118  *
119  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
120  *
121  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
122  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
123  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
124  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
125  *
126  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
127  *     locks.  Reads can happen under either lock.
128  *
129  * PL: wq_pool_mutex protected.
130  *
131  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
132  *
133  * WQ: wq->mutex protected.
134  *
135  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
136  *
137  * MD: wq_mayday_lock protected.
138  */
139
140 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
141
142 struct worker_pool {
143         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
144         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
145         int                     node;           /* I: the associated node ID */
146         int                     id;             /* I: pool ID */
147         unsigned int            flags;          /* X: flags */
148
149         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
150         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
151
152         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
153         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
154
155         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
156         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
157         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
158
159         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
160         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
161                                                 /* L: hash of busy workers */
162
163         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
164         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
165         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
166         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
167
168         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
169         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
170         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
171
172         /*
173          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
174          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
175          * cacheline.
176          */
177         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
178
179         /*
180          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
181          * from get_work_pool().
182          */
183         struct rcu_head         rcu;
184 } ____cacheline_aligned_in_smp;
185
186 /*
187  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
188  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
189  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
190  * number of flag bits.
191  */
192 struct pool_workqueue {
193         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
194         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
195         int                     work_color;     /* L: current color */
196         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
197         int                     refcnt;         /* L: reference count */
198         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
199                                                 /* L: nr of in_flight works */
200         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
201         int                     max_active;     /* L: max active works */
202         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
203         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
204         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
205
206         /*
207          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
208          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
209          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
210          * determined without grabbing wq->mutex.
211          */
212         struct work_struct      unbound_release_work;
213         struct rcu_head         rcu;
214 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
215
216 /*
217  * Structure used to wait for workqueue flush.
218  */
219 struct wq_flusher {
220         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
221         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
222         struct completion       done;           /* flush completion */
223 };
224
225 struct wq_device;
226
227 /*
228  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
229  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
230  */
231 struct workqueue_struct {
232         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
233         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
234
235         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
236         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
237         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
238         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
239         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
240         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
241         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
242
243         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
244         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
245
246         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
247         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
248
249         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
250         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
251
252 #ifdef CONFIG_SYSFS
253         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
254 #endif
255 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
256         struct lockdep_map      lockdep_map;
257 #endif
258         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
259
260         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
261         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
262         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
263         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
264 };
265
266 static struct kmem_cache *pwq_cache;
267
268 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
269 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
270                                         /* possible CPUs of each node */
271
272 static bool wq_disable_numa;
273 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
274
275 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
276
277 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
278 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
279
280 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
281 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
282
283 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
284 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
285
286 /* the per-cpu worker pools */
287 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
288                                      cpu_worker_pools);
289
290 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
291
292 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
293 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
294
295 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
296 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
297
298 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
299 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
300
301 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
302 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
303 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
304 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
305 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
306 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
307 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
308 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
309 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
310 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
311
312 static int worker_thread(void *__worker);
313 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
314                                  const struct workqueue_attrs *from);
315
316 #define CREATE_TRACE_POINTS
317 #include <trace/events/workqueue.h>
318
319 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
320         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
321                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
322                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
323
324 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
325         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
326                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
327                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
328
329 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
330 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
331         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
332                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
333                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
334                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
335 #else
336 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
337 #endif
338
339 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
340         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
341              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
342              (pool)++)
343
344 /**
345  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
346  * @pool: iteration cursor
347  * @pi: integer used for iteration
348  *
349  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
350  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
351  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
352  *
353  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
354  * ignored.
355  */
356 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
357         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
358                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
359                 else
360
361 /**
362  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
363  * @worker: iteration cursor
364  * @wi: integer used for iteration
365  * @pool: worker_pool to iterate workers of
366  *
367  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
368  *
369  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
370  * ignored.
371  */
372 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
373         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
374                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
375                 else
376
377 /**
378  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
379  * @pwq: iteration cursor
380  * @wq: the target workqueue
381  *
382  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
383  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
384  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
385  *
386  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
387  * ignored.
388  */
389 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
390         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
391                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
392                 else
393
394 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
395
396 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
397
398 static void *work_debug_hint(void *addr)
399 {
400         return ((struct work_struct *) addr)->func;
401 }
402
403 /*
404  * fixup_init is called when:
405  * - an active object is initialized
406  */
407 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
408 {
409         struct work_struct *work = addr;
410
411         switch (state) {
412         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
413                 cancel_work_sync(work);
414                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
415                 return 1;
416         default:
417                 return 0;
418         }
419 }
420
421 /*
422  * fixup_activate is called when:
423  * - an active object is activated
424  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
425  */
426 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
427 {
428         struct work_struct *work = addr;
429
430         switch (state) {
431
432         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
433                 /*
434                  * This is not really a fixup. The work struct was
435                  * statically initialized. We just make sure that it
436                  * is tracked in the object tracker.
437                  */
438                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
439                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
440                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
441                         return 0;
442                 }
443                 WARN_ON_ONCE(1);
444                 return 0;
445
446         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
447                 WARN_ON(1);
448
449         default:
450                 return 0;
451         }
452 }
453
454 /*
455  * fixup_free is called when:
456  * - an active object is freed
457  */
458 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
459 {
460         struct work_struct *work = addr;
461
462         switch (state) {
463         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
464                 cancel_work_sync(work);
465                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
466                 return 1;
467         default:
468                 return 0;
469         }
470 }
471
472 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
473         .name           = "work_struct",
474         .debug_hint     = work_debug_hint,
475         .fixup_init     = work_fixup_init,
476         .fixup_activate = work_fixup_activate,
477         .fixup_free     = work_fixup_free,
478 };
479
480 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
481 {
482         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
483 }
484
485 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
486 {
487         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
488 }
489
490 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
491 {
492         if (onstack)
493                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
494         else
495                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
498
499 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
500 {
501         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
502 }
503 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
504
505 #else
506 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
507 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
508 #endif
509
510 /* allocate ID and assign it to @pool */
511 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
512 {
513         int ret;
514
515         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
516
517         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, 0, GFP_KERNEL);
518         if (ret >= 0) {
519                 pool->id = ret;
520                 return 0;
521         }
522         return ret;
523 }
524
525 /**
526  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
527  * @wq: the target workqueue
528  * @node: the node ID
529  *
530  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
531  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
532  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
533  */
534 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
535                                                   int node)
536 {
537         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
538         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
539 }
540
541 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
542 {
543         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
544 }
545
546 static int get_work_color(struct work_struct *work)
547 {
548         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
549                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
550 }
551
552 static int work_next_color(int color)
553 {
554         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
555 }
556
557 /*
558  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
559  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
560  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
561  *
562  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
563  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
564  * work->data.  These functions should only be called while the work is
565  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
566  *
567  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
568  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
569  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
570  * available only while the work item is queued.
571  *
572  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
573  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
574  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
575  * try to steal the PENDING bit.
576  */
577 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
578                                  unsigned long flags)
579 {
580         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
581         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
582 }
583
584 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
585                          unsigned long extra_flags)
586 {
587         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
588                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
589 }
590
591 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
592                                            int pool_id)
593 {
594         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
595                       WORK_STRUCT_PENDING);
596 }
597
598 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
599                                             int pool_id)
600 {
601         /*
602          * The following wmb is paired with the implied mb in
603          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
604          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
605          * owner.
606          */
607         smp_wmb();
608         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
609 }
610
611 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
612 {
613         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
614         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
615 }
616
617 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
618 {
619         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
620
621         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
622                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
623         else
624                 return NULL;
625 }
626
627 /**
628  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
629  * @work: the work item of interest
630  *
631  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
632  *
633  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
634  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
635  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
636  *
637  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
638  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
639  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
640  * returned pool is and stays online.
641  */
642 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
643 {
644         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
645         int pool_id;
646
647         assert_rcu_or_pool_mutex();
648
649         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
650                 return ((struct pool_workqueue *)
651                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
652
653         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
654         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
655                 return NULL;
656
657         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
658 }
659
660 /**
661  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
662  * @work: the work item of interest
663  *
664  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
665  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
666  */
667 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
668 {
669         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
670
671         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
672                 return ((struct pool_workqueue *)
673                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
674
675         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
676 }
677
678 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
679 {
680         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
681
682         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
683         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
684 }
685
686 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
687 {
688         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
689
690         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
691 }
692
693 /*
694  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
695  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
696  * they're being called with pool->lock held.
697  */
698
699 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
700 {
701         return !atomic_read(&pool->nr_running);
702 }
703
704 /*
705  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
706  * running workers.
707  *
708  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
709  * function will always return %true for unbound pools as long as the
710  * worklist isn't empty.
711  */
712 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
713 {
714         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
715 }
716
717 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
718 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
719 {
720         return pool->nr_idle;
721 }
722
723 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
724 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
725 {
726         return !list_empty(&pool->worklist) &&
727                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
728 }
729
730 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
731 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
732 {
733         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
734 }
735
736 /* Do I need to be the manager? */
737 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
738 {
739         return need_to_create_worker(pool) ||
740                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
741 }
742
743 /* Do we have too many workers and should some go away? */
744 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
745 {
746         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
747         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
748         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
749
750         /*
751          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
752          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
753          */
754         if (list_empty(&pool->idle_list))
755                 return false;
756
757         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
758 }
759
760 /*
761  * Wake up functions.
762  */
763
764 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
765 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
766 {
767         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
768                 return NULL;
769
770         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
771 }
772
773 /**
774  * wake_up_worker - wake up an idle worker
775  * @pool: worker pool to wake worker from
776  *
777  * Wake up the first idle worker of @pool.
778  *
779  * CONTEXT:
780  * spin_lock_irq(pool->lock).
781  */
782 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
783 {
784         struct worker *worker = first_worker(pool);
785
786         if (likely(worker))
787                 wake_up_process(worker->task);
788 }
789
790 /**
791  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
792  * @task: task waking up
793  * @cpu: CPU @task is waking up to
794  *
795  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
796  * being awoken.
797  *
798  * CONTEXT:
799  * spin_lock_irq(rq->lock)
800  */
801 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
802 {
803         struct worker *worker = kthread_data(task);
804
805         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
806                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
807                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
808         }
809 }
810
811 /**
812  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
813  * @task: task going to sleep
814  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
815  *
816  * This function is called during schedule() when a busy worker is
817  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
818  * returning pointer to its task.
819  *
820  * CONTEXT:
821  * spin_lock_irq(rq->lock)
822  *
823  * RETURNS:
824  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
825  */
826 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
827 {
828         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
829         struct worker_pool *pool;
830
831         /*
832          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
833          * workers, also reach here, let's not access anything before
834          * checking NOT_RUNNING.
835          */
836         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
837                 return NULL;
838
839         pool = worker->pool;
840
841         /* this can only happen on the local cpu */
842         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
843                 return NULL;
844
845         /*
846          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
847          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
848          * Please read comment there.
849          *
850          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
851          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
852          * disabled, which in turn means that none else could be
853          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
854          * lock is safe.
855          */
856         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
857             !list_empty(&pool->worklist))
858                 to_wakeup = first_worker(pool);
859         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
860 }
861
862 /**
863  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
864  * @worker: self
865  * @flags: flags to set
866  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
867  *
868  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
869  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
870  * woken up.
871  *
872  * CONTEXT:
873  * spin_lock_irq(pool->lock)
874  */
875 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
876                                     bool wakeup)
877 {
878         struct worker_pool *pool = worker->pool;
879
880         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
881
882         /*
883          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
884          * wake up an idle worker as necessary if requested by
885          * @wakeup.
886          */
887         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
888             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
889                 if (wakeup) {
890                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
891                             !list_empty(&pool->worklist))
892                                 wake_up_worker(pool);
893                 } else
894                         atomic_dec(&pool->nr_running);
895         }
896
897         worker->flags |= flags;
898 }
899
900 /**
901  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
902  * @worker: self
903  * @flags: flags to clear
904  *
905  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
906  *
907  * CONTEXT:
908  * spin_lock_irq(pool->lock)
909  */
910 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
911 {
912         struct worker_pool *pool = worker->pool;
913         unsigned int oflags = worker->flags;
914
915         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
916
917         worker->flags &= ~flags;
918
919         /*
920          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
921          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
922          * of multiple flags, not a single flag.
923          */
924         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
925                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
926                         atomic_inc(&pool->nr_running);
927 }
928
929 /**
930  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
931  * @pool: pool of interest
932  * @work: work to find worker for
933  *
934  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
935  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
936  * to match, its current execution should match the address of @work and
937  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
938  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
939  * being executed.
940  *
941  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
942  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
943  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
944  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
945  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
946  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
947  *
948  * This function checks the work item address and work function to avoid
949  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
950  * work function which can introduce dependency onto itself through a
951  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
952  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
953  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
954  *
955  * CONTEXT:
956  * spin_lock_irq(pool->lock).
957  *
958  * RETURNS:
959  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
960  * otherwise.
961  */
962 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
963                                                  struct work_struct *work)
964 {
965         struct worker *worker;
966
967         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
968                                (unsigned long)work)
969                 if (worker->current_work == work &&
970                     worker->current_func == work->func)
971                         return worker;
972
973         return NULL;
974 }
975
976 /**
977  * move_linked_works - move linked works to a list
978  * @work: start of series of works to be scheduled
979  * @head: target list to append @work to
980  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
981  *
982  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
983  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
984  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
985  *
986  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
987  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
988  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
989  *
990  * CONTEXT:
991  * spin_lock_irq(pool->lock).
992  */
993 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
994                               struct work_struct **nextp)
995 {
996         struct work_struct *n;
997
998         /*
999          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1000          * use NULL for list head.
1001          */
1002         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1003                 list_move_tail(&work->entry, head);
1004                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1005                         break;
1006         }
1007
1008         /*
1009          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1010          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1011          * needs to be updated.
1012          */
1013         if (nextp)
1014                 *nextp = n;
1015 }
1016
1017 /**
1018  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1019  * @pwq: pool_workqueue to get
1020  *
1021  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1022  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1023  */
1024 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1025 {
1026         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1027         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1028         pwq->refcnt++;
1029 }
1030
1031 /**
1032  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1033  * @pwq: pool_workqueue to put
1034  *
1035  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1036  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1037  */
1038 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1039 {
1040         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1041         if (likely(--pwq->refcnt))
1042                 return;
1043         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1044                 return;
1045         /*
1046          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1047          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1048          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1049          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1050          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1051          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1052          */
1053         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1054 }
1055
1056 /**
1057  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1058  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1059  *
1060  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1061  */
1062 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1063 {
1064         if (pwq) {
1065                 /*
1066                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1067                  * following lock operations are safe.
1068                  */
1069                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1070                 put_pwq(pwq);
1071                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1072         }
1073 }
1074
1075 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1076 {
1077         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1078
1079         trace_workqueue_activate_work(work);
1080         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1081         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1082         pwq->nr_active++;
1083 }
1084
1085 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1086 {
1087         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1088                                                     struct work_struct, entry);
1089
1090         pwq_activate_delayed_work(work);
1091 }
1092
1093 /**
1094  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1095  * @pwq: pwq of interest
1096  * @color: color of work which left the queue
1097  *
1098  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1099  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1100  *
1101  * CONTEXT:
1102  * spin_lock_irq(pool->lock).
1103  */
1104 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1105 {
1106         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1107         if (color == WORK_NO_COLOR)
1108                 goto out_put;
1109
1110         pwq->nr_in_flight[color]--;
1111
1112         pwq->nr_active--;
1113         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1114                 /* one down, submit a delayed one */
1115                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1116                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1117         }
1118
1119         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1120         if (likely(pwq->flush_color != color))
1121                 goto out_put;
1122
1123         /* are there still in-flight works? */
1124         if (pwq->nr_in_flight[color])
1125                 goto out_put;
1126
1127         /* this pwq is done, clear flush_color */
1128         pwq->flush_color = -1;
1129
1130         /*
1131          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1132          * will handle the rest.
1133          */
1134         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1135                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1136 out_put:
1137         put_pwq(pwq);
1138 }
1139
1140 /**
1141  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1142  * @work: work item to steal
1143  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1144  * @flags: place to store irq state
1145  *
1146  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1147  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1148  *
1149  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1150  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1151  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1152  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1153  *              for arbitrarily long
1154  *
1155  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1156  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1157  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1158  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1159  *
1160  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1161  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1162  *
1163  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1164  */
1165 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1166                                unsigned long *flags)
1167 {
1168         struct worker_pool *pool;
1169         struct pool_workqueue *pwq;
1170
1171         local_irq_save(*flags);
1172
1173         /* try to steal the timer if it exists */
1174         if (is_dwork) {
1175                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1176
1177                 /*
1178                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1179                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1180                  * running on the local CPU.
1181                  */
1182                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1183                         return 1;
1184         }
1185
1186         /* try to claim PENDING the normal way */
1187         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1188                 return 0;
1189
1190         /*
1191          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1192          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1193          */
1194         pool = get_work_pool(work);
1195         if (!pool)
1196                 goto fail;
1197
1198         spin_lock(&pool->lock);
1199         /*
1200          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1201          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1202          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1203          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1204          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1205          * item is currently queued on that pool.
1206          */
1207         pwq = get_work_pwq(work);
1208         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1209                 debug_work_deactivate(work);
1210
1211                 /*
1212                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1213                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1214                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1215                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1216                  * item is activated before grabbing.
1217                  */
1218                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1219                         pwq_activate_delayed_work(work);
1220
1221                 list_del_init(&work->entry);
1222                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1223
1224                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1225                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1226
1227                 spin_unlock(&pool->lock);
1228                 return 1;
1229         }
1230         spin_unlock(&pool->lock);
1231 fail:
1232         local_irq_restore(*flags);
1233         if (work_is_canceling(work))
1234                 return -ENOENT;
1235         cpu_relax();
1236         return -EAGAIN;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * insert_work - insert a work into a pool
1241  * @pwq: pwq @work belongs to
1242  * @work: work to insert
1243  * @head: insertion point
1244  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1245  *
1246  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1247  * work_struct flags.
1248  *
1249  * CONTEXT:
1250  * spin_lock_irq(pool->lock).
1251  */
1252 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1253                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1254 {
1255         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1256
1257         /* we own @work, set data and link */
1258         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1259         list_add_tail(&work->entry, head);
1260         get_pwq(pwq);
1261
1262         /*
1263          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1264          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1265          * around lazily while there are works to be processed.
1266          */
1267         smp_mb();
1268
1269         if (__need_more_worker(pool))
1270                 wake_up_worker(pool);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1275  * same workqueue.
1276  */
1277 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1278 {
1279         struct worker *worker;
1280
1281         worker = current_wq_worker();
1282         /*
1283          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1284          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1285          */
1286         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1287 }
1288
1289 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1290                          struct work_struct *work)
1291 {
1292         struct pool_workqueue *pwq;
1293         struct worker_pool *last_pool;
1294         struct list_head *worklist;
1295         unsigned int work_flags;
1296         unsigned int req_cpu = cpu;
1297
1298         /*
1299          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1300          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1301          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1302          * happen with IRQ disabled.
1303          */
1304         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1305
1306         debug_work_activate(work);
1307
1308         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1309         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1310             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1311                 return;
1312 retry:
1313         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1314                 cpu = raw_smp_processor_id();
1315
1316         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1317         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1318                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1319         else
1320                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1321
1322         /*
1323          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1324          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1325          * pool to guarantee non-reentrancy.
1326          */
1327         last_pool = get_work_pool(work);
1328         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1329                 struct worker *worker;
1330
1331                 spin_lock(&last_pool->lock);
1332
1333                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1334
1335                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1336                         pwq = worker->current_pwq;
1337                 } else {
1338                         /* meh... not running there, queue here */
1339                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1340                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1341                 }
1342         } else {
1343                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1344         }
1345
1346         /*
1347          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1348          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1349          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1350          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1351          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1352          * make forward-progress.
1353          */
1354         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1355                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1356                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1357                         cpu_relax();
1358                         goto retry;
1359                 }
1360                 /* oops */
1361                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1362                           wq->name, cpu);
1363         }
1364
1365         /* pwq determined, queue */
1366         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1367
1368         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1369                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1370                 return;
1371         }
1372
1373         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1374         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1375
1376         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1377                 trace_workqueue_activate_work(work);
1378                 pwq->nr_active++;
1379                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1380         } else {
1381                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1382                 worklist = &pwq->delayed_works;
1383         }
1384
1385         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1386
1387         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1388 }
1389
1390 /**
1391  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1392  * @cpu: CPU number to execute work on
1393  * @wq: workqueue to use
1394  * @work: work to queue
1395  *
1396  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1397  *
1398  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1399  * can't go away.
1400  */
1401 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1402                    struct work_struct *work)
1403 {
1404         bool ret = false;
1405         unsigned long flags;
1406
1407         local_irq_save(flags);
1408
1409         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1410                 __queue_work(cpu, wq, work);
1411                 ret = true;
1412         }
1413
1414         local_irq_restore(flags);
1415         return ret;
1416 }
1417 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1418
1419 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1420 {
1421         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1422
1423         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1424         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1427
1428 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1429                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1430 {
1431         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1432         struct work_struct *work = &dwork->work;
1433
1434         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1435                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1436         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1437         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1438
1439         /*
1440          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1441          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1442          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1443          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1444          */
1445         if (!delay) {
1446                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1447                 return;
1448         }
1449
1450         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1451
1452         dwork->wq = wq;
1453         dwork->cpu = cpu;
1454         timer->expires = jiffies + delay;
1455
1456         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1457                 add_timer_on(timer, cpu);
1458         else
1459                 add_timer(timer);
1460 }
1461
1462 /**
1463  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1464  * @cpu: CPU number to execute work on
1465  * @wq: workqueue to use
1466  * @dwork: work to queue
1467  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1468  *
1469  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1470  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1471  * execution.
1472  */
1473 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1474                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1475 {
1476         struct work_struct *work = &dwork->work;
1477         bool ret = false;
1478         unsigned long flags;
1479
1480         /* read the comment in __queue_work() */
1481         local_irq_save(flags);
1482
1483         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1484                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1485                 ret = true;
1486         }
1487
1488         local_irq_restore(flags);
1489         return ret;
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1492
1493 /**
1494  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1495  * @cpu: CPU number to execute work on
1496  * @wq: workqueue to use
1497  * @dwork: work to queue
1498  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1499  *
1500  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1501  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1502  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1503  * current state.
1504  *
1505  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1506  * pending and its timer was modified.
1507  *
1508  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1509  * See try_to_grab_pending() for details.
1510  */
1511 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1512                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1513 {
1514         unsigned long flags;
1515         int ret;
1516
1517         do {
1518                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1519         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1520
1521         if (likely(ret >= 0)) {
1522                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1523                 local_irq_restore(flags);
1524         }
1525
1526         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1527         return ret;
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1530
1531 /**
1532  * worker_enter_idle - enter idle state
1533  * @worker: worker which is entering idle state
1534  *
1535  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1536  * necessary.
1537  *
1538  * LOCKING:
1539  * spin_lock_irq(pool->lock).
1540  */
1541 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1542 {
1543         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1544
1545         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1546             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1547                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1548                 return;
1549
1550         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1551         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1552         pool->nr_idle++;
1553         worker->last_active = jiffies;
1554
1555         /* idle_list is LIFO */
1556         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1557
1558         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1559                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1560
1561         /*
1562          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1563          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1564          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1565          * unbind is not in progress.
1566          */
1567         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1568                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1569                      atomic_read(&pool->nr_running));
1570 }
1571
1572 /**
1573  * worker_leave_idle - leave idle state
1574  * @worker: worker which is leaving idle state
1575  *
1576  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1577  *
1578  * LOCKING:
1579  * spin_lock_irq(pool->lock).
1580  */
1581 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1582 {
1583         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1584
1585         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1586                 return;
1587         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1588         pool->nr_idle--;
1589         list_del_init(&worker->entry);
1590 }
1591
1592 /**
1593  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1594  * @pool: target worker_pool
1595  *
1596  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1597  *
1598  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1599  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1600  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1601  * guaranteed to execute on the cpu.
1602  *
1603  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1604  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1605  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1606  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1607  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1608  * [dis]associated in the meantime.
1609  *
1610  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1611  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1612  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1613  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1614  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1615  *
1616  * CONTEXT:
1617  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1618  * held.
1619  *
1620  * RETURNS:
1621  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1622  * bound), %false if offline.
1623  */
1624 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1625 __acquires(&pool->lock)
1626 {
1627         while (true) {
1628                 /*
1629                  * The following call may fail, succeed or succeed
1630                  * without actually migrating the task to the cpu if
1631                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1632                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1633                  */
1634                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1635                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1636
1637                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1638                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1639                         return false;
1640                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1641                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1642                         return true;
1643                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1644
1645                 /*
1646                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1647                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1648                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1649                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1650                  */
1651                 cpu_relax();
1652                 cond_resched();
1653         }
1654 }
1655
1656 static struct worker *alloc_worker(void)
1657 {
1658         struct worker *worker;
1659
1660         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1661         if (worker) {
1662                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1663                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1664                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1665                 worker->flags = WORKER_PREP;
1666         }
1667         return worker;
1668 }
1669
1670 /**
1671  * create_worker - create a new workqueue worker
1672  * @pool: pool the new worker will belong to
1673  *
1674  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1675  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1676  * destroy_worker().
1677  *
1678  * CONTEXT:
1679  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1680  *
1681  * RETURNS:
1682  * Pointer to the newly created worker.
1683  */
1684 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1685 {
1686         struct worker *worker = NULL;
1687         int id = -1;
1688         char id_buf[16];
1689
1690         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1691
1692         /*
1693          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1694          * without installing the pointer.
1695          */
1696         idr_preload(GFP_KERNEL);
1697         spin_lock_irq(&pool->lock);
1698
1699         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1700
1701         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1702         idr_preload_end();
1703         if (id < 0)
1704                 goto fail;
1705
1706         worker = alloc_worker();
1707         if (!worker)
1708                 goto fail;
1709
1710         worker->pool = pool;
1711         worker->id = id;
1712
1713         if (pool->cpu >= 0)
1714                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1715                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1716         else
1717                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1718
1719         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1720                                               "kworker/%s", id_buf);
1721         if (IS_ERR(worker->task))
1722                 goto fail;
1723
1724         /*
1725          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1726          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1727          */
1728         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1729         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1730
1731         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1732         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1733
1734         /*
1735          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1736          * remains stable across this function.  See the comments above the
1737          * flag definition for details.
1738          */
1739         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1740                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1741
1742         /* successful, commit the pointer to idr */
1743         spin_lock_irq(&pool->lock);
1744         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1745         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1746
1747         return worker;
1748
1749 fail:
1750         if (id >= 0) {
1751                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1752                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1753                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1754         }
1755         kfree(worker);
1756         return NULL;
1757 }
1758
1759 /**
1760  * start_worker - start a newly created worker
1761  * @worker: worker to start
1762  *
1763  * Make the pool aware of @worker and start it.
1764  *
1765  * CONTEXT:
1766  * spin_lock_irq(pool->lock).
1767  */
1768 static void start_worker(struct worker *worker)
1769 {
1770         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1771         worker->pool->nr_workers++;
1772         worker_enter_idle(worker);
1773         wake_up_process(worker->task);
1774 }
1775
1776 /**
1777  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1778  * @pool: the target pool
1779  *
1780  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1781  */
1782 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1783 {
1784         struct worker *worker;
1785
1786         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1787
1788         worker = create_worker(pool);
1789         if (worker) {
1790                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1791                 start_worker(worker);
1792                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1793         }
1794
1795         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1796
1797         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1798 }
1799
1800 /**
1801  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1802  * @worker: worker to be destroyed
1803  *
1804  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1805  *
1806  * CONTEXT:
1807  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1808  */
1809 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1810 {
1811         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1812
1813         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1814         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1815
1816         /* sanity check frenzy */
1817         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1818             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1819                 return;
1820
1821         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1822                 pool->nr_workers--;
1823         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1824                 pool->nr_idle--;
1825
1826         /*
1827          * Once WORKER_DIE is set, the kworker may destroy itself at any
1828          * point.  Pin to ensure the task stays until we're done with it.
1829          */
1830         get_task_struct(worker->task);
1831
1832         list_del_init(&worker->entry);
1833         worker->flags |= WORKER_DIE;
1834
1835         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1836
1837         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1838
1839         kthread_stop(worker->task);
1840         put_task_struct(worker->task);
1841         kfree(worker);
1842
1843         spin_lock_irq(&pool->lock);
1844 }
1845
1846 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1847 {
1848         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1849
1850         spin_lock_irq(&pool->lock);
1851
1852         if (too_many_workers(pool)) {
1853                 struct worker *worker;
1854                 unsigned long expires;
1855
1856                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1857                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1858                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1859
1860                 if (time_before(jiffies, expires))
1861                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1862                 else {
1863                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1864                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1865                         wake_up_worker(pool);
1866                 }
1867         }
1868
1869         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1870 }
1871
1872 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1873 {
1874         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1875         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1876
1877         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1878
1879         if (!wq->rescuer)
1880                 return;
1881
1882         /* mayday mayday mayday */
1883         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1884                 /*
1885                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1886                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1887                  * rescuer is done with it.
1888                  */
1889                 get_pwq(pwq);
1890                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1891                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1892         }
1893 }
1894
1895 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1896 {
1897         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1898         struct work_struct *work;
1899
1900         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1901         spin_lock(&pool->lock);
1902
1903         if (need_to_create_worker(pool)) {
1904                 /*
1905                  * We've been trying to create a new worker but
1906                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1907                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1908                  * rescuers.
1909                  */
1910                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1911                         send_mayday(work);
1912         }
1913
1914         spin_unlock(&pool->lock);
1915         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1916
1917         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1918 }
1919
1920 /**
1921  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1922  * @pool: pool to create a new worker for
1923  *
1924  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1925  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1926  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1927  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1928  * possible allocation deadlock.
1929  *
1930  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1931  * may_start_working() %true.
1932  *
1933  * LOCKING:
1934  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1935  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1936  * manager.
1937  */
1938 static void maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1939 __releases(&pool->lock)
1940 __acquires(&pool->lock)
1941 {
1942         if (!need_to_create_worker(pool))
1943                 return;
1944 restart:
1945         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1946
1947         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1948         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1949
1950         while (true) {
1951                 struct worker *worker;
1952
1953                 worker = create_worker(pool);
1954                 if (worker) {
1955                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1956                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1957                         start_worker(worker);
1958                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1959                                 goto restart;
1960                         return;
1961                 }
1962
1963                 if (!need_to_create_worker(pool))
1964                         break;
1965
1966                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1967                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1968
1969                 if (!need_to_create_worker(pool))
1970                         break;
1971         }
1972
1973         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1974         spin_lock_irq(&pool->lock);
1975         if (need_to_create_worker(pool))
1976                 goto restart;
1977         return;
1978 }
1979
1980 /**
1981  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1982  * @pool: pool to destroy workers for
1983  *
1984  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1985  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1986  *
1987  * LOCKING:
1988  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1989  * multiple times.  Called only from manager.
1990  */
1991 static void maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1992 {
1993         while (too_many_workers(pool)) {
1994                 struct worker *worker;
1995                 unsigned long expires;
1996
1997                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1998                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1999
2000                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2001                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2002                         break;
2003                 }
2004
2005                 destroy_worker(worker);
2006         }
2007 }
2008
2009 /**
2010  * manage_workers - manage worker pool
2011  * @worker: self
2012  *
2013  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2014  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2015  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2016  *
2017  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2018  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2019  * and may_start_working() is true.
2020  *
2021  * CONTEXT:
2022  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2023  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2024  *
2025  * RETURNS:
2026  * %false if the pool doesn't need management and the caller can safely
2027  * start processing works, %true if management function was performed and
2028  * the conditions that the caller verified before calling the function may
2029  * no longer be true.
2030  */
2031 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2032 {
2033         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2034
2035         /*
2036          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2037          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2038          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2039          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2040          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2041          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2042          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2043          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2044          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2045          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2046          *
2047          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2048          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2049          * of management operations, including creation and destruction of
2050          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2051          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2052          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2053          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2054          * manager_mutex.
2055          */
2056         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2057                 return false;
2058
2059         /*
2060          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2061          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2062          */
2063         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2064                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2065                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2066                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2067         }
2068
2069         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2070
2071         /*
2072          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2073          * on return.
2074          */
2075         maybe_destroy_workers(pool);
2076         maybe_create_worker(pool);
2077
2078         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2079         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2080         return true;
2081 }
2082
2083 /**
2084  * process_one_work - process single work
2085  * @worker: self
2086  * @work: work to process
2087  *
2088  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2089  * process a single work including synchronization against and
2090  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2091  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2092  * call this function to process a work.
2093  *
2094  * CONTEXT:
2095  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2096  */
2097 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2098 __releases(&pool->lock)
2099 __acquires(&pool->lock)
2100 {
2101         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2102         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2103         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2104         int work_color;
2105         struct worker *collision;
2106 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2107         /*
2108          * It is permissible to free the struct work_struct from
2109          * inside the function that is called from it, this we need to
2110          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2111          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2112          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2113          */
2114         struct lockdep_map lockdep_map;
2115
2116         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2117 #endif
2118         /*
2119          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2120          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2121          * unbound or a disassociated pool.
2122          */
2123         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2124                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2125                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2126
2127         /*
2128          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2129          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2130          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2131          * currently executing one.
2132          */
2133         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2134         if (unlikely(collision)) {
2135                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2136                 return;
2137         }
2138
2139         /* claim and dequeue */
2140         debug_work_deactivate(work);
2141         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2142         worker->current_work = work;
2143         worker->current_func = work->func;
2144         worker->current_pwq = pwq;
2145         work_color = get_work_color(work);
2146
2147         list_del_init(&work->entry);
2148
2149         /*
2150          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2151          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2152          */
2153         if (unlikely(cpu_intensive))
2154                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2155
2156         /*
2157          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2158          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2159          */
2160         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2161                 wake_up_worker(pool);
2162
2163         /*
2164          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2165          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2166          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2167          * disabled.
2168          */
2169         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2170
2171         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2172
2173         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2174         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2175         trace_workqueue_execute_start(work);
2176         worker->current_func(work);
2177         /*
2178          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2179          * point will only record its address.
2180          */
2181         trace_workqueue_execute_end(work);
2182         lock_map_release(&lockdep_map);
2183         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2184
2185         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2186                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2187                        "     last function: %pf\n",
2188                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2189                        worker->current_func);
2190                 debug_show_held_locks(current);
2191                 dump_stack();
2192         }
2193
2194         /*
2195          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2196          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2197          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2198          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2199          * stop_machine.
2200          */
2201         cond_resched();
2202
2203         spin_lock_irq(&pool->lock);
2204
2205         /* clear cpu intensive status */
2206         if (unlikely(cpu_intensive))
2207                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2208
2209         /* we're done with it, release */
2210         hash_del(&worker->hentry);
2211         worker->current_work = NULL;
2212         worker->current_func = NULL;
2213         worker->current_pwq = NULL;
2214         worker->desc_valid = false;
2215         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2216 }
2217
2218 /**
2219  * process_scheduled_works - process scheduled works
2220  * @worker: self
2221  *
2222  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2223  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2224  * fetches a work from the top and executes it.
2225  *
2226  * CONTEXT:
2227  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2228  * multiple times.
2229  */
2230 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2231 {
2232         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2233                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2234                                                 struct work_struct, entry);
2235                 process_one_work(worker, work);
2236         }
2237 }
2238
2239 /**
2240  * worker_thread - the worker thread function
2241  * @__worker: self
2242  *
2243  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2244  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2245  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2246  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2247  * will be explained in rescuer_thread().
2248  */
2249 static int worker_thread(void *__worker)
2250 {
2251         struct worker *worker = __worker;
2252         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2253
2254         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2255         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2256 woke_up:
2257         spin_lock_irq(&pool->lock);
2258
2259         /* am I supposed to die? */
2260         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2261                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2262                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2263                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2264                 return 0;
2265         }
2266
2267         worker_leave_idle(worker);
2268 recheck:
2269         /* no more worker necessary? */
2270         if (!need_more_worker(pool))
2271                 goto sleep;
2272
2273         /* do we need to manage? */
2274         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2275                 goto recheck;
2276
2277         /*
2278          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2279          * preparing to process a work or actually processing it.
2280          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2281          */
2282         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2283
2284         /*
2285          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2286          * worker or that someone else has already assumed the manager
2287          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2288          * management if applicable and concurrency management is restored
2289          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2290          */
2291         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2292
2293         do {
2294                 struct work_struct *work =
2295                         list_first_entry(&pool->worklist,
2296                                          struct work_struct, entry);
2297
2298                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2299                         /* optimization path, not strictly necessary */
2300                         process_one_work(worker, work);
2301                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2302                                 process_scheduled_works(worker);
2303                 } else {
2304                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2305                         process_scheduled_works(worker);
2306                 }
2307         } while (keep_working(pool));
2308
2309         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2310 sleep:
2311         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2312                 goto recheck;
2313
2314         /*
2315          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2316          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2317          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2318          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2319          * event.
2320          */
2321         worker_enter_idle(worker);
2322         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2323         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2324         schedule();
2325         goto woke_up;
2326 }
2327
2328 /**
2329  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2330  * @__rescuer: self
2331  *
2332  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2333  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2334  *
2335  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2336  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2337  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2338  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2339  * the problem rescuer solves.
2340  *
2341  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2342  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2343  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2344  *
2345  * This should happen rarely.
2346  */
2347 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2348 {
2349         struct worker *rescuer = __rescuer;
2350         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2351         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2352         bool should_stop;
2353
2354         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2355
2356         /*
2357          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2358          * doesn't participate in concurrency management.
2359          */
2360         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2361 repeat:
2362         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2363
2364         /*
2365          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2366          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2367          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2368          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2369          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2370          * list is always empty on exit.
2371          */
2372         should_stop = kthread_should_stop();
2373
2374         /* see whether any pwq is asking for help */
2375         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2376
2377         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2378                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2379                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2380                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2381                 struct work_struct *work, *n;
2382
2383                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2384                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2385
2386                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2387
2388                 /* migrate to the target cpu if possible */
2389                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2390                 rescuer->pool = pool;
2391
2392                 /*
2393                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2394                  * process'em.
2395                  */
2396                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2397                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2398                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2399                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2400
2401                 process_scheduled_works(rescuer);
2402
2403                 /*
2404                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2405                  * go away while we're holding its lock.
2406                  */
2407                 put_pwq(pwq);
2408
2409                 /*
2410                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2411                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2412                  * and stalling the execution.
2413                  */
2414                 if (keep_working(pool))
2415                         wake_up_worker(pool);
2416
2417                 rescuer->pool = NULL;
2418                 spin_unlock(&pool->lock);
2419                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2420         }
2421
2422         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2423
2424         if (should_stop) {
2425                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2426                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2427                 return 0;
2428         }
2429
2430         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2431         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2432         schedule();
2433         goto repeat;
2434 }
2435
2436 struct wq_barrier {
2437         struct work_struct      work;
2438         struct completion       done;
2439 };
2440
2441 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2442 {
2443         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2444         complete(&barr->done);
2445 }
2446
2447 /**
2448  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2449  * @pwq: pwq to insert barrier into
2450  * @barr: wq_barrier to insert
2451  * @target: target work to attach @barr to
2452  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2453  *
2454  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2455  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2456  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2457  * cpu.
2458  *
2459  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2460  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2461  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2462  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2463  * after a work with LINKED flag set.
2464  *
2465  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2466  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2467  *
2468  * CONTEXT:
2469  * spin_lock_irq(pool->lock).
2470  */
2471 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2472                               struct wq_barrier *barr,
2473                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2474 {
2475         struct list_head *head;
2476         unsigned int linked = 0;
2477
2478         /*
2479          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2480          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2481          * checks and call back into the fixup functions where we
2482          * might deadlock.
2483          */
2484         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2485         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2486         init_completion(&barr->done);
2487
2488         /*
2489          * If @target is currently being executed, schedule the
2490          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2491          */
2492         if (worker)
2493                 head = worker->scheduled.next;
2494         else {
2495                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2496
2497                 head = target->entry.next;
2498                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2499                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2500                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2501         }
2502
2503         debug_work_activate(&barr->work);
2504         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2505                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2506 }
2507
2508 /**
2509  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2510  * @wq: workqueue being flushed
2511  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2512  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2513  *
2514  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2515  *
2516  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2517  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2518  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2519  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2520  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2521  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2522  *
2523  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2524  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2525  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2526  * is returned.
2527  *
2528  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2529  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2530  * advanced to @work_color.
2531  *
2532  * CONTEXT:
2533  * mutex_lock(wq->mutex).
2534  *
2535  * RETURNS:
2536  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2537  * otherwise.
2538  */
2539 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2540                                       int flush_color, int work_color)
2541 {
2542         bool wait = false;
2543         struct pool_workqueue *pwq;
2544
2545         if (flush_color >= 0) {
2546                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2547                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2548         }
2549
2550         for_each_pwq(pwq, wq) {
2551                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2552
2553                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2554
2555                 if (flush_color >= 0) {
2556                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2557
2558                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2559                                 pwq->flush_color = flush_color;
2560                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2561                                 wait = true;
2562                         }
2563                 }
2564
2565                 if (work_color >= 0) {
2566                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2567                         pwq->work_color = work_color;
2568                 }
2569
2570                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2571         }
2572
2573         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2574                 complete(&wq->first_flusher->done);
2575
2576         return wait;
2577 }
2578
2579 /**
2580  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2581  * @wq: workqueue to flush
2582  *
2583  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2584  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2585  */
2586 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2587 {
2588         struct wq_flusher this_flusher = {
2589                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2590                 .flush_color = -1,
2591                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2592         };
2593         int next_color;
2594
2595         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2596         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2597
2598         mutex_lock(&wq->mutex);
2599
2600         /*
2601          * Start-to-wait phase
2602          */
2603         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2604
2605         if (next_color != wq->flush_color) {
2606                 /*
2607                  * Color space is not full.  The current work_color
2608                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2609                  * by one.
2610                  */
2611                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2612                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2613                 wq->work_color = next_color;
2614
2615                 if (!wq->first_flusher) {
2616                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2617                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2618
2619                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2620
2621                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2622                                                        wq->work_color)) {
2623                                 /* nothing to flush, done */
2624                                 wq->flush_color = next_color;
2625                                 wq->first_flusher = NULL;
2626                                 goto out_unlock;
2627                         }
2628                 } else {
2629                         /* wait in queue */
2630                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2631                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2632                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2633                 }
2634         } else {
2635                 /*
2636                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2637                  * The next flush completion will assign us
2638                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2639                  */
2640                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2641         }
2642
2643         mutex_unlock(&wq->mutex);
2644
2645         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2646
2647         /*
2648          * Wake-up-and-cascade phase
2649          *
2650          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2651          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2652          */
2653         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2654                 return;
2655
2656         mutex_lock(&wq->mutex);
2657
2658         /* we might have raced, check again with mutex held */
2659         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2660                 goto out_unlock;
2661
2662         wq->first_flusher = NULL;
2663
2664         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2665         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2666
2667         while (true) {
2668                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2669
2670                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2671                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2672                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2673                                 break;
2674                         list_del_init(&next->list);
2675                         complete(&next->done);
2676                 }
2677
2678                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2679                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2680
2681                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2682                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2683
2684                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2685                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2686                         /*
2687                          * Assign the same color to all overflowed
2688                          * flushers, advance work_color and append to
2689                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2690                          * phase for these overflowed flushers.
2691                          */
2692                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2693                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2694
2695                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2696
2697                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2698                                               &wq->flusher_queue);
2699                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2700                 }
2701
2702                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2703                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2704                         break;
2705                 }
2706
2707                 /*
2708                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2709                  * the new first flusher and arm pwqs.
2710                  */
2711                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2712                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2713
2714                 list_del_init(&next->list);
2715                 wq->first_flusher = next;
2716
2717                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2718                         break;
2719
2720                 /*
2721                  * Meh... this color is already done, clear first
2722                  * flusher and repeat cascading.
2723                  */
2724                 wq->first_flusher = NULL;
2725         }
2726
2727 out_unlock:
2728         mutex_unlock(&wq->mutex);
2729 }
2730 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2731
2732 /**
2733  * drain_workqueue - drain a workqueue
2734  * @wq: workqueue to drain
2735  *
2736  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2737  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2738  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2739  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2740  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2741  * takes too long.
2742  */
2743 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2744 {
2745         unsigned int flush_cnt = 0;
2746         struct pool_workqueue *pwq;
2747
2748         /*
2749          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2750          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2751          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2752          */
2753         mutex_lock(&wq->mutex);
2754         if (!wq->nr_drainers++)
2755                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2756         mutex_unlock(&wq->mutex);
2757 reflush:
2758         flush_workqueue(wq);
2759
2760         mutex_lock(&wq->mutex);
2761
2762         for_each_pwq(pwq, wq) {
2763                 bool drained;
2764
2765                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2766                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2767                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2768
2769                 if (drained)
2770                         continue;
2771
2772                 if (++flush_cnt == 10 ||
2773                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2774                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2775                                 wq->name, flush_cnt);
2776
2777                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2778                 goto reflush;
2779         }
2780
2781         if (!--wq->nr_drainers)
2782                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2783         mutex_unlock(&wq->mutex);
2784 }
2785 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2786
2787 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2788 {
2789         struct worker *worker = NULL;
2790         struct worker_pool *pool;
2791         struct pool_workqueue *pwq;
2792
2793         might_sleep();
2794
2795         local_irq_disable();
2796         pool = get_work_pool(work);
2797         if (!pool) {
2798                 local_irq_enable();
2799                 return false;
2800         }
2801
2802         spin_lock(&pool->lock);
2803         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2804         pwq = get_work_pwq(work);
2805         if (pwq) {
2806                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2807                         goto already_gone;
2808         } else {
2809                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2810                 if (!worker)
2811                         goto already_gone;
2812                 pwq = worker->current_pwq;
2813         }
2814
2815         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2816         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2817
2818         /*
2819          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2820          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2821          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2822          * access.
2823          */
2824         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2825                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2826         else
2827                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2828         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2829
2830         return true;
2831 already_gone:
2832         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2833         return false;
2834 }
2835
2836 /**
2837  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2838  * @work: the work to flush
2839  *
2840  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2841  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2842  *
2843  * RETURNS:
2844  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2845  * %false if it was already idle.
2846  */
2847 bool flush_work(struct work_struct *work)
2848 {
2849         struct wq_barrier barr;
2850
2851         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2852         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2853
2854         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2855                 wait_for_completion(&barr.done);
2856                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2857                 return true;
2858         } else {
2859                 return false;
2860         }
2861 }
2862 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2863
2864 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2865 {
2866         unsigned long flags;
2867         int ret;
2868
2869         do {
2870                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2871                 /*
2872                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2873                  * would be waiting for before retrying.
2874                  */
2875                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2876                         flush_work(work);
2877         } while (unlikely(ret < 0));
2878
2879         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2880         mark_work_canceling(work);
2881         local_irq_restore(flags);
2882
2883         flush_work(work);
2884         clear_work_data(work);
2885         return ret;
2886 }
2887
2888 /**
2889  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2890  * @work: the work to cancel
2891  *
2892  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2893  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2894  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2895  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2896  *
2897  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2898  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2899  *
2900  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2901  * queued can't be destroyed before this function returns.
2902  *
2903  * RETURNS:
2904  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2905  */
2906 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2907 {
2908         return __cancel_work_timer(work, false);
2909 }
2910 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2911
2912 /**
2913  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2914  * @dwork: the delayed work to flush
2915  *
2916  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2917  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2918  * considers the last queueing instance of @dwork.
2919  *
2920  * RETURNS:
2921  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2922  * %false if it was already idle.
2923  */
2924 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2925 {
2926         local_irq_disable();
2927         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2928                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2929         local_irq_enable();
2930         return flush_work(&dwork->work);
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2933
2934 /**
2935  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2936  * @dwork: delayed_work to cancel
2937  *
2938  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2939  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2940  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2941  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2942  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2943  *
2944  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2945  */
2946 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2947 {
2948         unsigned long flags;
2949         int ret;
2950
2951         do {
2952                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2953         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2954
2955         if (unlikely(ret < 0))
2956                 return false;
2957
2958         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2959                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2960         local_irq_restore(flags);
2961         return ret;
2962 }
2963 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2964
2965 /**
2966  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2967  * @dwork: the delayed work cancel
2968  *
2969  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2970  *
2971  * RETURNS:
2972  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2973  */
2974 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2975 {
2976         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2977 }
2978 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2979
2980 /**
2981  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2982  * @func: the function to call
2983  *
2984  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2985  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2986  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2987  *
2988  * RETURNS:
2989  * 0 on success, -errno on failure.
2990  */
2991 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2992 {
2993         int cpu;
2994         struct work_struct __percpu *works;
2995
2996         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2997         if (!works)
2998                 return -ENOMEM;
2999
3000         get_online_cpus();
3001
3002         for_each_online_cpu(cpu) {
3003                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3004
3005                 INIT_WORK(work, func);
3006                 schedule_work_on(cpu, work);
3007         }
3008
3009         for_each_online_cpu(cpu)
3010                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3011
3012         put_online_cpus();
3013         free_percpu(works);
3014         return 0;
3015 }
3016
3017 /**
3018  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3019  *
3020  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3021  * completion.
3022  *
3023  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3024  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3025  * will lead to deadlock:
3026  *
3027  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3028  *      a lock held by your code or its caller.
3029  *
3030  *      Your code is running in the context of a work routine.
3031  *
3032  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3033  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3034  * what locks they need, which you have no control over.
3035  *
3036  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3037  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3038  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3039  * cancel_work_sync() instead.
3040  */
3041 void flush_scheduled_work(void)
3042 {
3043         flush_workqueue(system_wq);
3044 }
3045 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3046
3047 /**
3048  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3049  * @fn:         the function to execute
3050  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3051  *              be available when the work executes)
3052  *
3053  * Executes the function immediately if process context is available,
3054  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3055  *
3056  * Returns:     0 - function was executed
3057  *              1 - function was scheduled for execution
3058  */
3059 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3060 {
3061         if (!in_interrupt()) {
3062                 fn(&ew->work);
3063                 return 0;
3064         }
3065
3066         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3067         schedule_work(&ew->work);
3068
3069         return 1;
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3072
3073 #ifdef CONFIG_SYSFS
3074 /*
3075  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3076  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3077  * following attributes.
3078  *
3079  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3080  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3081  *
3082  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3083  *
3084  *  id          RO int  : the associated pool ID
3085  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3086  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3087  */
3088 struct wq_device {
3089         struct workqueue_struct         *wq;
3090         struct device                   dev;
3091 };
3092
3093 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3094 {
3095         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3096
3097         return wq_dev->wq;
3098 }
3099
3100 static ssize_t wq_per_cpu_show(struct device *dev,
3101                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3102 {
3103         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3104
3105         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3106 }
3107
3108 static ssize_t wq_max_active_show(struct device *dev,
3109                                   struct device_attribute *attr, char *buf)
3110 {
3111         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3112
3113         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3114 }
3115
3116 static ssize_t wq_max_active_store(struct device *dev,
3117                                    struct device_attribute *attr,
3118                                    const char *buf, size_t count)
3119 {
3120         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3121         int val;
3122
3123         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3124                 return -EINVAL;
3125
3126         workqueue_set_max_active(wq, val);
3127         return count;
3128 }
3129
3130 static struct device_attribute wq_sysfs_attrs[] = {
3131         __ATTR(per_cpu, 0444, wq_per_cpu_show, NULL),
3132         __ATTR(max_active, 0644, wq_max_active_show, wq_max_active_store),
3133         __ATTR_NULL,
3134 };
3135
3136 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3137                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3138 {
3139         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3140         const char *delim = "";
3141         int node, written = 0;
3142
3143         rcu_read_lock_sched();
3144         for_each_node(node) {
3145                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3146                                      "%s%d:%d", delim, node,
3147                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3148                 delim = " ";
3149         }
3150         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3151         rcu_read_unlock_sched();
3152
3153         return written;
3154 }
3155
3156 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3157                             char *buf)
3158 {
3159         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3160         int written;
3161
3162         mutex_lock(&wq->mutex);
3163         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3164         mutex_unlock(&wq->mutex);
3165
3166         return written;
3167 }
3168
3169 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3170 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3171 {
3172         struct workqueue_attrs *attrs;
3173
3174         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3175         if (!attrs)
3176                 return NULL;
3177
3178         mutex_lock(&wq->mutex);
3179         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3180         mutex_unlock(&wq->mutex);
3181         return attrs;
3182 }
3183
3184 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3185                              const char *buf, size_t count)
3186 {
3187         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3188         struct workqueue_attrs *attrs;
3189         int ret;
3190
3191         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3192         if (!attrs)
3193                 return -ENOMEM;
3194
3195         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3196             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3197                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3198         else
3199                 ret = -EINVAL;
3200
3201         free_workqueue_attrs(attrs);
3202         return ret ?: count;
3203 }
3204
3205 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3206                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3207 {
3208         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3209         int written;
3210
3211         mutex_lock(&wq->mutex);
3212         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3213         mutex_unlock(&wq->mutex);
3214
3215         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3216         return written;
3217 }
3218
3219 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3220                                 struct device_attribute *attr,
3221                                 const char *buf, size_t count)
3222 {
3223         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3224         struct workqueue_attrs *attrs;
3225         int ret;
3226
3227         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3228         if (!attrs)
3229                 return -ENOMEM;
3230
3231         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3232         if (!ret)
3233                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3234
3235         free_workqueue_attrs(attrs);
3236         return ret ?: count;
3237 }
3238
3239 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3240                             char *buf)
3241 {
3242         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3243         int written;
3244
3245         mutex_lock(&wq->mutex);
3246         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3247                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3248         mutex_unlock(&wq->mutex);
3249
3250         return written;
3251 }
3252
3253 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3254                              const char *buf, size_t count)
3255 {
3256         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3257         struct workqueue_attrs *attrs;
3258         int v, ret;
3259
3260         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3261         if (!attrs)
3262                 return -ENOMEM;
3263
3264         ret = -EINVAL;
3265         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3266                 attrs->no_numa = !v;
3267                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3268         }
3269
3270         free_workqueue_attrs(attrs);
3271         return ret ?: count;
3272 }
3273
3274 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3275         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3276         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3277         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3278         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3279         __ATTR_NULL,
3280 };
3281
3282 static struct bus_type wq_subsys = {
3283         .name                           = "workqueue",
3284         .dev_attrs                      = wq_sysfs_attrs,
3285 };
3286
3287 static int __init wq_sysfs_init(void)
3288 {
3289         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3290 }
3291 core_initcall(wq_sysfs_init);
3292
3293 static void wq_device_release(struct device *dev)
3294 {
3295         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3296
3297         kfree(wq_dev);
3298 }
3299
3300 /**
3301  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3302  * @wq: the workqueue to register
3303  *
3304  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3305  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3306  * which is the preferred method.
3307  *
3308  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3309  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3310  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3311  * attributes.
3312  *
3313  * Returns 0 on success, -errno on failure.
3314  */
3315 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3316 {
3317         struct wq_device *wq_dev;
3318         int ret;
3319
3320         /*
3321          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3322          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3323          * workqueues.
3324          */
3325         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3326                 return -EINVAL;
3327
3328         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3329         if (!wq_dev)
3330                 return -ENOMEM;
3331
3332         wq_dev->wq = wq;
3333         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3334         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3335         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3336
3337         /*
3338          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3339          * everything is ready.
3340          */
3341         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3342
3343         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3344         if (ret) {
3345                 kfree(wq_dev);
3346                 wq->wq_dev = NULL;
3347                 return ret;
3348         }
3349
3350         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3351                 struct device_attribute *attr;
3352
3353                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3354                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3355                         if (ret) {
3356                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3357                                 wq->wq_dev = NULL;
3358                                 return ret;
3359                         }
3360                 }
3361         }
3362
3363         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
3364         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3365         return 0;
3366 }
3367
3368 /**
3369  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3370  * @wq: the workqueue to unregister
3371  *
3372  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3373  */
3374 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3375 {
3376         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3377
3378         if (!wq->wq_dev)
3379                 return;
3380
3381         wq->wq_dev = NULL;
3382         device_unregister(&wq_dev->dev);
3383 }
3384 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3385 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3386 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3387
3388 /**
3389  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3390  * @attrs: workqueue_attrs to free
3391  *
3392  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3393  */
3394 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3395 {
3396         if (attrs) {
3397                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3398                 kfree(attrs);
3399         }
3400 }
3401
3402 /**
3403  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3404  * @gfp_mask: allocation mask to use
3405  *
3406  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3407  * return it.  Returns NULL on failure.
3408  */
3409 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3410 {
3411         struct workqueue_attrs *attrs;
3412
3413         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3414         if (!attrs)
3415                 goto fail;
3416         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3417                 goto fail;
3418
3419         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3420         return attrs;
3421 fail:
3422         free_workqueue_attrs(attrs);
3423         return NULL;
3424 }
3425
3426 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3427                                  const struct workqueue_attrs *from)
3428 {
3429         to->nice = from->nice;
3430         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3431         /*
3432          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3433          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3434          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3435          */
3436         to->no_numa = from->no_numa;
3437 }
3438
3439 /* hash value of the content of @attr */
3440 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3441 {
3442         u32 hash = 0;
3443
3444         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3445         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3446                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3447         return hash;
3448 }
3449
3450 /* content equality test */
3451 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3452                           const struct workqueue_attrs *b)
3453 {
3454         if (a->nice != b->nice)
3455                 return false;
3456         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3457                 return false;
3458         return true;
3459 }
3460
3461 /**
3462  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3463  * @pool: worker_pool to initialize
3464  *
3465  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3466  * Returns 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3467  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3468  * on @pool safely to release it.
3469  */
3470 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3471 {
3472         spin_lock_init(&pool->lock);
3473         pool->id = -1;
3474         pool->cpu = -1;
3475         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3476         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3477         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3478         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3479         hash_init(pool->busy_hash);
3480
3481         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3482         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3483         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3484
3485         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3486                     (unsigned long)pool);
3487
3488         mutex_init(&pool->manager_arb);
3489         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3490         idr_init(&pool->worker_idr);
3491
3492         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3493         pool->refcnt = 1;
3494
3495         /* shouldn't fail above this point */
3496         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3497         if (!pool->attrs)
3498                 return -ENOMEM;
3499         return 0;
3500 }
3501
3502 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3503 {
3504         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3505
3506         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3507         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3508         kfree(pool);
3509 }
3510
3511 /**
3512  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3513  * @pool: worker_pool to put
3514  *
3515  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3516  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3517  * and this function should be able to release pools which went through,
3518  * successfully or not, init_worker_pool().
3519  *
3520  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3521  */
3522 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3523 {
3524         struct worker *worker;
3525
3526         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3527
3528         if (--pool->refcnt)
3529                 return;
3530
3531         /* sanity checks */
3532         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3533             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3534                 return;
3535
3536         /* release id and unhash */
3537         if (pool->id >= 0)
3538                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3539         hash_del(&pool->hash_node);
3540
3541         /*
3542          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3543          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3544          * manager_mutex.
3545          */
3546         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3547         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3548         spin_lock_irq(&pool->lock);
3549
3550         while ((worker = first_worker(pool)))
3551                 destroy_worker(worker);
3552         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3553
3554         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3555         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3556         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3557
3558         /* shut down the timers */
3559         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3560         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3561
3562         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3563         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3564 }
3565
3566 /**
3567  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3568  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3569  *
3570  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3571  * reference count and return it.  If there already is a matching
3572  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3573  * create a new one.  On failure, returns NULL.
3574  *
3575  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3576  */
3577 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3578 {
3579         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3580         struct worker_pool *pool;
3581         int node;
3582
3583         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3584
3585         /* do we already have a matching pool? */
3586         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3587                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3588                         pool->refcnt++;
3589                         goto out_unlock;
3590                 }
3591         }
3592
3593         /* nope, create a new one */
3594         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3595         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3596                 goto fail;
3597
3598         if (workqueue_freezing)
3599                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3600
3601         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3602         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3603
3604         /*
3605          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3606          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3607          */
3608         pool->attrs->no_numa = false;
3609
3610         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3611         if (wq_numa_enabled) {
3612                 for_each_node(node) {
3613                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3614                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3615                                 pool->node = node;
3616                                 break;
3617                         }
3618                 }
3619         }
3620
3621         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3622                 goto fail;
3623
3624         /* create and start the initial worker */
3625         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3626                 goto fail;
3627
3628         /* install */
3629         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3630 out_unlock:
3631         return pool;
3632 fail:
3633         if (pool)
3634                 put_unbound_pool(pool);
3635         return NULL;
3636 }
3637
3638 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3639 {
3640         kmem_cache_free(pwq_cache,
3641                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3646  * and needs to be destroyed.
3647  */
3648 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3649 {
3650         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3651                                                   unbound_release_work);
3652         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3653         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3654         bool is_last;
3655
3656         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3657                 return;
3658
3659         /*
3660          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3661          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3662          * and consistent with the linking path.
3663          */
3664         mutex_lock(&wq->mutex);
3665         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3666         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3667         mutex_unlock(&wq->mutex);
3668
3669         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3670         put_unbound_pool(pool);
3671         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3672
3673         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3674
3675         /*
3676          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3677          * is gonna access it anymore.  Free it.
3678          */
3679         if (is_last) {
3680                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3681                 kfree(wq);
3682         }
3683 }
3684
3685 /**
3686  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3687  * @pwq: target pool_workqueue
3688  *
3689  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3690  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3691  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3692  */
3693 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3694 {
3695         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3696         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3697
3698         /* for @wq->saved_max_active */
3699         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3700
3701         /* fast exit for non-freezable wqs */
3702         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3703                 return;
3704
3705         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3706
3707         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3708                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3709
3710                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3711                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3712                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3713
3714                 /*
3715                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3716                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3717                  */
3718                 wake_up_worker(pwq->pool);
3719         } else {
3720                 pwq->max_active = 0;
3721         }
3722
3723         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3724 }
3725
3726 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3727 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3728                      struct worker_pool *pool)
3729 {
3730         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3731
3732         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3733
3734         pwq->pool = pool;
3735         pwq->wq = wq;
3736         pwq->flush_color = -1;
3737         pwq->refcnt = 1;
3738         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3739         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3740         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3741         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3742 }
3743
3744 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3745 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3746 {
3747         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3748
3749         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3750
3751         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3752         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3753                 return;
3754
3755         /*
3756          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3757          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3758          */
3759         pwq->work_color = wq->work_color;
3760
3761         /* sync max_active to the current setting */
3762         pwq_adjust_max_active(pwq);
3763
3764         /* link in @pwq */
3765         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3766 }
3767
3768 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3769 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3770                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3771 {
3772         struct worker_pool *pool;
3773         struct pool_workqueue *pwq;
3774
3775         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3776
3777         pool = get_unbound_pool(attrs);
3778         if (!pool)
3779                 return NULL;
3780
3781         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3782         if (!pwq) {
3783                 put_unbound_pool(pool);
3784                 return NULL;
3785         }
3786
3787         init_pwq(pwq, wq, pool);
3788         return pwq;
3789 }
3790
3791 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3792 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3793 {
3794         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3795
3796         if (pwq) {
3797                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3798                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3799         }
3800 }
3801
3802 /**
3803  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3804  * @attrs: the wq_attrs of interest
3805  * @node: the target NUMA node
3806  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3807  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3808  *
3809  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3810  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3811  * calculation.  The result is stored in @cpumask.  This function returns
3812  * %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3813  * %false if equal.
3814  *
3815  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3816  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3817  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3818  * @attrs->cpumask.
3819  *
3820  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3821  * stable.
3822  */
3823 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3824                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3825 {
3826         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3827                 goto use_dfl;
3828
3829         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3830         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3831         if (cpu_going_down >= 0)
3832                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3833
3834         if (cpumask_empty(cpumask))
3835                 goto use_dfl;
3836
3837         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3838         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3839         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3840
3841 use_dfl:
3842         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3843         return false;
3844 }
3845
3846 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3847 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3848                                                    int node,
3849                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3850 {
3851         struct pool_workqueue *old_pwq;
3852
3853         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3854
3855         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3856         link_pwq(pwq);
3857
3858         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3859         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3860         return old_pwq;
3861 }
3862
3863 /**
3864  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3865  * @wq: the target workqueue
3866  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3867  *
3868  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3869  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3870  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3871  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3872  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3873  * back-to-back will stay on its current pwq.
3874  *
3875  * Performs GFP_KERNEL allocations.  Returns 0 on success and -errno on
3876  * failure.
3877  */
3878 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3879                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3880 {
3881         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3882         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3883         int node, ret;
3884
3885         /* only unbound workqueues can change attributes */
3886         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3887                 return -EINVAL;
3888
3889         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3890         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3891                 return -EINVAL;
3892
3893         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3894         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3895         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3896         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3897                 goto enomem;
3898
3899         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3900         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3901         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3902
3903         /*
3904          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3905          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3906          * pools.
3907          */
3908         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3909
3910         /*
3911          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3912          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3913          * pwqs accordingly.
3914          */
3915         get_online_cpus();
3916
3917         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3918
3919         /*
3920          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3921          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3922          * it even if we don't use it immediately.
3923          */
3924         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3925         if (!dfl_pwq)
3926                 goto enomem_pwq;
3927
3928         for_each_node(node) {
3929                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3930                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3931                         if (!pwq_tbl[node])
3932                                 goto enomem_pwq;
3933                 } else {
3934                         dfl_pwq->refcnt++;
3935                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3936                 }
3937         }
3938
3939         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3940
3941         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3942         mutex_lock(&wq->mutex);
3943
3944         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3945
3946         /* save the previous pwq and install the new one */
3947         for_each_node(node)
3948                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3949
3950         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3951         link_pwq(dfl_pwq);
3952         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3953
3954         mutex_unlock(&wq->mutex);
3955
3956         /* put the old pwqs */
3957         for_each_node(node)
3958                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3959         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3960
3961         put_online_cpus();
3962         ret = 0;
3963         /* fall through */
3964 out_free:
3965         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3966         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3967         kfree(pwq_tbl);
3968         return ret;
3969
3970 enomem_pwq:
3971         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
3972         for_each_node(node)
3973                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
3974                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
3975         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3976         put_online_cpus();
3977 enomem:
3978         ret = -ENOMEM;
3979         goto out_free;
3980 }
3981
3982 /**
3983  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3984  * @wq: the target workqueue
3985  * @cpu: the CPU coming up or going down
3986  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3987  *
3988  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3989  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3990  * @wq accordingly.
3991  *
3992  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3993  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3994  * correct.
3995  *
3996  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3997  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
3998  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
3999  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4000  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4001  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4002  * CPU_DOWN_PREPARE.
4003  */
4004 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4005                                    bool online)
4006 {
4007         int node = cpu_to_node(cpu);
4008         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4009         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4010         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4011         cpumask_t *cpumask;
4012
4013         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4014
4015         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4016                 return;
4017
4018         /*
4019          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4020          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4021          * CPU hotplug exclusion.
4022          */
4023         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4024         cpumask = target_attrs->cpumask;
4025
4026         mutex_lock(&wq->mutex);
4027         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4028                 goto out_unlock;
4029
4030         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4031         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4032
4033         /*
4034          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4035          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4036          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4037          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4038          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4039          */
4040         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4041                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4042                         goto out_unlock;
4043         } else {
4044                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4045                         goto out_unlock;
4046                 else
4047                         goto use_dfl_pwq;
4048         }
4049
4050         mutex_unlock(&wq->mutex);
4051
4052         /* create a new pwq */
4053         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4054         if (!pwq) {
4055                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4056                            wq->name);
4057                 mutex_lock(&wq->mutex);
4058                 goto use_dfl_pwq;
4059         }
4060
4061         /*
4062          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4063          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4064          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4065          * inbetween.
4066          */
4067         mutex_lock(&wq->mutex);
4068         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4069         goto out_unlock;
4070
4071 use_dfl_pwq:
4072         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4073         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4074         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4075         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4076 out_unlock:
4077         mutex_unlock(&wq->mutex);
4078         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4079 }
4080
4081 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4082 {
4083         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4084         int cpu, ret;
4085
4086         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4087                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4088                 if (!wq->cpu_pwqs)
4089                         return -ENOMEM;
4090
4091                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4092                         struct pool_workqueue *pwq =
4093                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4094                         struct worker_pool *cpu_pools =
4095                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4096
4097                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4098
4099                         mutex_lock(&wq->mutex);
4100                         link_pwq(pwq);
4101                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4102                 }
4103                 return 0;
4104         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4105                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4106                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4107                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4108                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4109                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4110                 return ret;
4111         } else {
4112                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4113         }
4114 }
4115
4116 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4117                                const char *name)
4118 {
4119         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4120
4121         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4122                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4123                         max_active, name, 1, lim);
4124
4125         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4126 }
4127
4128 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4129                                                unsigned int flags,
4130                                                int max_active,
4131                                                struct lock_class_key *key,
4132                                                const char *lock_name, ...)
4133 {
4134         size_t tbl_size = 0;
4135         va_list args;
4136         struct workqueue_struct *wq;
4137         struct pool_workqueue *pwq;
4138
4139         /* allocate wq and format name */
4140         if (flags & WQ_UNBOUND)
4141                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4142
4143         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4144         if (!wq)
4145                 return NULL;
4146
4147         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4148                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4149                 if (!wq->unbound_attrs)
4150                         goto err_free_wq;
4151         }
4152
4153         va_start(args, lock_name);
4154         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4155         va_end(args);
4156
4157         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4158         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4159
4160         /* init wq */
4161         wq->flags = flags;
4162         wq->saved_max_active = max_active;
4163         mutex_init(&wq->mutex);
4164         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4165         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4166         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4167         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4168         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4169
4170         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4171         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4172
4173         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4174                 goto err_free_wq;
4175
4176         /*
4177          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4178          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4179          */
4180         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4181                 struct worker *rescuer;
4182
4183                 rescuer = alloc_worker();
4184                 if (!rescuer)
4185                         goto err_destroy;
4186
4187                 rescuer->rescue_wq = wq;
4188                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4189                                                wq->name);
4190                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4191                         kfree(rescuer);
4192                         goto err_destroy;
4193                 }
4194
4195                 wq->rescuer = rescuer;
4196                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4197                 wake_up_process(rescuer->task);
4198         }
4199
4200         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4201                 goto err_destroy;
4202
4203         /*
4204          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4205          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4206          * list.
4207          */
4208         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4209
4210         mutex_lock(&wq->mutex);
4211         for_each_pwq(pwq, wq)
4212                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4213         mutex_unlock(&wq->mutex);
4214
4215         list_add(&wq->list, &workqueues);
4216
4217         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4218
4219         return wq;
4220
4221 err_free_wq:
4222         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4223         kfree(wq);
4224         return NULL;
4225 err_destroy:
4226         destroy_workqueue(wq);
4227         return NULL;
4228 }
4229 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4230
4231 /**
4232  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4233  * @wq: target workqueue
4234  *
4235  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4236  */
4237 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4238 {
4239         struct pool_workqueue *pwq;
4240         int node;
4241
4242         /* drain it before proceeding with destruction */
4243         drain_workqueue(wq);
4244
4245         /* sanity checks */
4246         mutex_lock(&wq->mutex);
4247         for_each_pwq(pwq, wq) {
4248                 int i;
4249
4250                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4251                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4252                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4253                                 return;
4254                         }
4255                 }
4256
4257                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4258                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4259                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4260                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4261                         return;
4262                 }
4263         }
4264         mutex_unlock(&wq->mutex);
4265
4266         /*
4267          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4268          * flushing is complete in case freeze races us.
4269          */
4270         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4271         list_del_init(&wq->list);
4272         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4273
4274         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4275
4276         if (wq->rescuer) {
4277                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4278                 kfree(wq->rescuer);
4279                 wq->rescuer = NULL;
4280         }
4281
4282         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4283                 /*
4284                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4285                  * free the pwqs and wq.
4286                  */
4287                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4288                 kfree(wq);
4289         } else {
4290                 /*
4291                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4292                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4293                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4294                  */
4295                 for_each_node(node) {
4296                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4297                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4298                         put_pwq_unlocked(pwq);
4299                 }
4300
4301                 /*
4302                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4303                  * put.  Don't access it afterwards.
4304                  */
4305                 pwq = wq->dfl_pwq;
4306                 wq->dfl_pwq = NULL;
4307                 put_pwq_unlocked(pwq);
4308         }
4309 }
4310 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4311
4312 /**
4313  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4314  * @wq: target workqueue
4315  * @max_active: new max_active value.
4316  *
4317  * Set max_active of @wq to @max_active.
4318  *
4319  * CONTEXT:
4320  * Don't call from IRQ context.
4321  */
4322 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4323 {
4324         struct pool_workqueue *pwq;
4325
4326         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4327         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4328                 return;
4329
4330         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4331
4332         mutex_lock(&wq->mutex);
4333
4334         wq->saved_max_active = max_active;
4335
4336         for_each_pwq(pwq, wq)
4337                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4338
4339         mutex_unlock(&wq->mutex);
4340 }
4341 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4342
4343 /**
4344  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4345  *
4346  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4347  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4348  */
4349 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4350 {
4351         struct worker *worker = current_wq_worker();
4352
4353         return worker && worker->rescue_wq;
4354 }
4355
4356 /**
4357  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4358  * @cpu: CPU in question
4359  * @wq: target workqueue
4360  *
4361  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4362  * no synchronization around this function and the test result is
4363  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4364  *
4365  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4366  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4367  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4368  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4369  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4370  *
4371  * RETURNS:
4372  * %true if congested, %false otherwise.
4373  */
4374 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4375 {
4376         struct pool_workqueue *pwq;
4377         bool ret;
4378
4379         rcu_read_lock_sched();
4380
4381         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4382                 cpu = smp_processor_id();
4383
4384         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4385                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4386         else
4387                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4388
4389         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4390         rcu_read_unlock_sched();
4391
4392         return ret;
4393 }
4394 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4395
4396 /**
4397  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4398  * @work: the work to be tested
4399  *
4400  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4401  * synchronization around this function and the test result is
4402  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4403  *
4404  * RETURNS:
4405  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4406  */
4407 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4408 {
4409         struct worker_pool *pool;
4410         unsigned long flags;
4411         unsigned int ret = 0;
4412
4413         if (work_pending(work))
4414                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4415
4416         local_irq_save(flags);
4417         pool = get_work_pool(work);
4418         if (pool) {
4419                 spin_lock(&pool->lock);
4420                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4421                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4422                 spin_unlock(&pool->lock);
4423         }
4424         local_irq_restore(flags);
4425
4426         return ret;
4427 }
4428 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4429
4430 /**
4431  * set_worker_desc - set description for the current work item
4432  * @fmt: printf-style format string
4433  * @...: arguments for the format string
4434  *
4435  * This function can be called by a running work function to describe what
4436  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4437  * information will be printed out together to help debugging.  The
4438  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4439  */
4440 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4441 {
4442         struct worker *worker = current_wq_worker();
4443         va_list args;
4444
4445         if (worker) {
4446                 va_start(args, fmt);
4447                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4448                 va_end(args);
4449                 worker->desc_valid = true;
4450         }
4451 }
4452
4453 /**
4454  * print_worker_info - print out worker information and description
4455  * @log_lvl: the log level to use when printing
4456  * @task: target task
4457  *
4458  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4459  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4460  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4461  *
4462  * This function can be safely called on any task as long as the
4463  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4464  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4465  */
4466 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4467 {
4468         work_func_t *fn = NULL;
4469         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4470         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4471         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4472         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4473         bool desc_valid = false;
4474         struct worker *worker;
4475
4476         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4477                 return;
4478
4479         /*
4480          * This function is called without any synchronization and @task
4481          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4482          */
4483         worker = probe_kthread_data(task);
4484
4485         /*
4486          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4487          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4488          */
4489         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4490         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4491         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4492         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4493
4494         /* copy worker description */
4495         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4496         if (desc_valid)
4497                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4498
4499         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4500                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4501                 if (desc[0])
4502                         pr_cont(" (%s)", desc);
4503                 pr_cont("\n");
4504         }
4505 }
4506
4507 /*
4508  * CPU hotplug.
4509  *
4510  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4511  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4512  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4513  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4514  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4515  * blocked draining impractical.
4516  *
4517  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4518  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4519  * cpu comes back online.
4520  */
4521
4522 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4523 {
4524         int cpu = smp_processor_id();
4525         struct worker_pool *pool;
4526         struct worker *worker;
4527         int wi;
4528
4529         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4530                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4531
4532                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4533                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4534
4535                 /*
4536                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4537                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4538                  * except for the ones which are still executing works from
4539                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4540                  * this, they may become diasporas.
4541                  */
4542                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4543                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4544
4545                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4546
4547                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4548                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4549
4550                 /*
4551                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4552                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4553                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4554                  * from other cpus.
4555                  */
4556                 schedule();
4557
4558                 /*
4559                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4560                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4561                  * and keep_working() are always true as long as the
4562                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4563                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4564                  * are served by workers tied to the pool.
4565                  */
4566                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4567
4568                 /*
4569                  * With concurrency management just turned off, a busy
4570                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4571                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4572                  */
4573                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4574                 wake_up_worker(pool);
4575                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4576         }
4577 }
4578
4579 /**
4580  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4581  * @pool: pool of interest
4582  *
4583  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4584  */
4585 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4586 {
4587         struct worker *worker;
4588         int wi;
4589
4590         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4591
4592         /*
4593          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4594          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4595          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4596          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4597          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4598          */
4599         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4600                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4601                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4602
4603         spin_lock_irq(&pool->lock);
4604
4605         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4606                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4607
4608                 /*
4609                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4610                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4611                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4612                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4613                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4614                  * be bound before @pool->lock is released.
4615                  */
4616                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4617                         wake_up_process(worker->task);
4618
4619                 /*
4620                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4621                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4622                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4623                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4624                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4625                  * concurrency management.  Note that when or whether
4626                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4627                  *
4628                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4629                  * tested without holding any lock in
4630                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4631                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4632                  * management operations.
4633                  */
4634                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4635                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4636                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4637                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4638         }
4639
4640         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4641 }
4642
4643 /**
4644  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4645  * @pool: unbound pool of interest
4646  * @cpu: the CPU which is coming up
4647  *
4648  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4649  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4650  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4651  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4652  */
4653 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4654 {
4655         static cpumask_t cpumask;
4656         struct worker *worker;
4657         int wi;
4658
4659         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4660
4661         /* is @cpu allowed for @pool? */
4662         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4663                 return;
4664
4665         /* is @cpu the only online CPU? */
4666         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4667         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4668                 return;
4669
4670         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4671         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4672                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4673                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4674 }
4675
4676 /*
4677  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4678  * This will be registered high priority CPU notifier.
4679  */
4680 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4681                                                unsigned long action,
4682                                                void *hcpu)
4683 {
4684         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4685         struct worker_pool *pool;
4686         struct workqueue_struct *wq;
4687         int pi;
4688
4689         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4690         case CPU_UP_PREPARE:
4691                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4692                         if (pool->nr_workers)
4693                                 continue;
4694                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4695                                 return NOTIFY_BAD;
4696                 }
4697                 break;
4698
4699         case CPU_DOWN_FAILED:
4700         case CPU_ONLINE:
4701                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4702
4703                 for_each_pool(pool, pi) {
4704                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4705
4706                         if (pool->cpu == cpu) {
4707                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4708                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4709                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4710
4711                                 rebind_workers(pool);
4712                         } else if (pool->cpu < 0) {
4713                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4714                         }
4715
4716                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4717                 }
4718
4719                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4720                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4721                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4722
4723                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4724                 break;
4725         }
4726         return NOTIFY_OK;
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4731  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4732  */
4733 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4734                                                  unsigned long action,
4735                                                  void *hcpu)
4736 {
4737         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4738         struct work_struct unbind_work;
4739         struct workqueue_struct *wq;
4740
4741         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4742         case CPU_DOWN_PREPARE:
4743                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4744                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4745                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4746
4747                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4748                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4749                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4750                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4751                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4752
4753                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4754                 flush_work(&unbind_work);
4755                 break;
4756         }
4757         return NOTIFY_OK;
4758 }
4759
4760 #ifdef CONFIG_SMP
4761
4762 struct work_for_cpu {
4763         struct work_struct work;
4764         long (*fn)(void *);
4765         void *arg;
4766         long ret;
4767 };
4768
4769 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4770 {
4771         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4772
4773         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4774 }
4775
4776 /**
4777  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4778  * @cpu: the cpu to run on
4779  * @fn: the function to run
4780  * @arg: the function arg
4781  *
4782  * This will return the value @fn returns.
4783  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4784  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4785  */
4786 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4787 {
4788         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4789
4790         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4791         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4792         flush_work(&wfc.work);
4793         return wfc.ret;
4794 }
4795 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4796 #endif /* CONFIG_SMP */
4797
4798 #ifdef CONFIG_FREEZER
4799
4800 /**
4801  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4802  *
4803  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4804  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4805  * pool->worklist.
4806  *
4807  * CONTEXT:
4808  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4809  */
4810 void freeze_workqueues_begin(void)
4811 {
4812         struct worker_pool *pool;
4813         struct workqueue_struct *wq;
4814         struct pool_workqueue *pwq;
4815         int pi;
4816
4817         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4818
4819         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4820         workqueue_freezing = true;
4821
4822         /* set FREEZING */
4823         for_each_pool(pool, pi) {
4824                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4825                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4826                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4827                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4828         }
4829
4830         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4831                 mutex_lock(&wq->mutex);
4832                 for_each_pwq(pwq, wq)
4833                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4834                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4835         }
4836
4837         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4838 }
4839
4840 /**
4841  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4842  *
4843  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4844  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4845  *
4846  * CONTEXT:
4847  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4848  *
4849  * RETURNS:
4850  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4851  * is complete.
4852  */
4853 bool freeze_workqueues_busy(void)
4854 {
4855         bool busy = false;
4856         struct workqueue_struct *wq;
4857         struct pool_workqueue *pwq;
4858
4859         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4860
4861         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4862
4863         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4864                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4865                         continue;
4866                 /*
4867                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4868                  * to peek without lock.
4869                  */
4870                 rcu_read_lock_sched();
4871                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4872                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4873                         if (pwq->nr_active) {
4874                                 busy = true;
4875                                 rcu_read_unlock_sched();
4876                                 goto out_unlock;
4877                         }
4878                 }
4879                 rcu_read_unlock_sched();
4880         }
4881 out_unlock:
4882         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4883         return busy;
4884 }
4885
4886 /**
4887  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4888  *
4889  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4890  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4891  *
4892  * CONTEXT:
4893  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4894  */
4895 void thaw_workqueues(void)
4896 {
4897         struct workqueue_struct *wq;
4898         struct pool_workqueue *pwq;
4899         struct worker_pool *pool;
4900         int pi;
4901
4902         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4903
4904         if (!workqueue_freezing)
4905                 goto out_unlock;
4906
4907         /* clear FREEZING */
4908         for_each_pool(pool, pi) {
4909                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4910                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4911                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4912                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4913         }
4914
4915         /* restore max_active and repopulate worklist */
4916         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4917                 mutex_lock(&wq->mutex);
4918                 for_each_pwq(pwq, wq)
4919                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4920                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4921         }
4922
4923         workqueue_freezing = false;
4924 out_unlock:
4925         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4926 }
4927 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4928
4929 static void __init wq_numa_init(void)
4930 {
4931         cpumask_var_t *tbl;
4932         int node, cpu;
4933
4934         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4935         for_each_node(node)
4936                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4937
4938         if (num_possible_nodes() <= 1)
4939                 return;
4940
4941         if (wq_disable_numa) {
4942                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4943                 return;
4944         }
4945
4946         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4947         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4948
4949         /*
4950          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4951          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4952          * fully initialized by now.
4953          */
4954         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
4955         BUG_ON(!tbl);
4956
4957         for_each_node(node)
4958                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
4959                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
4960
4961         for_each_possible_cpu(cpu) {
4962                 node = cpu_to_node(cpu);
4963                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
4964                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
4965                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
4966                         return;
4967                 }
4968                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
4969         }
4970
4971         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
4972         wq_numa_enabled = true;
4973 }
4974
4975 static int __init init_workqueues(void)
4976 {
4977         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
4978         int i, cpu;
4979
4980         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
4981         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
4982                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
4983
4984         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
4985
4986         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
4987
4988         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
4989         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
4990
4991         wq_numa_init();
4992
4993         /* initialize CPU pools */
4994         for_each_possible_cpu(cpu) {
4995                 struct worker_pool *pool;
4996
4997                 i = 0;
4998                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4999                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5000                         pool->cpu = cpu;
5001                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5002                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5003                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5004
5005                         /* alloc pool ID */
5006                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5007                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5008                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5009                 }
5010         }
5011
5012         /* create the initial worker */
5013         for_each_online_cpu(cpu) {
5014                 struct worker_pool *pool;
5015
5016                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5017                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5018                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5019                 }
5020         }
5021
5022         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5023         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5024                 struct workqueue_attrs *attrs;
5025
5026                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5027                 attrs->nice = std_nice[i];
5028                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5029
5030                 /*
5031                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5032                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5033                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5034                  */
5035                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5036                 attrs->nice = std_nice[i];
5037                 attrs->no_numa = true;
5038                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5039         }
5040
5041         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5042         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5043         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5044         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5045                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5046         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5047                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5048         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5049                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
5050         return 0;
5051 }
5052 early_initcall(init_workqueues);