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