workqueue: separate pool-attaching code out from create_worker()
[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 are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * attach_mutex to avoid changing binding state while
69          * worker_attach_to_pool() is in progress.
70          */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
73
74         /* worker flags */
75         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
76         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
77         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
78         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
79         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
80         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
81
82         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
83                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
84
85         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
86
87         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
88         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
89
90         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
91         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
92
93         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
94                                                 /* call for help after 10ms
95                                                    (min two ticks) */
96         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
97         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
98
99         /*
100          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
101          * all cpus.  Give -20.
102          */
103         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
104         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
105
106         WQ_NAME_LEN             = 24,
107 };
108
109 /*
110  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
111  *
112  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
113  *    everyone else.
114  *
115  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
116  *    only be modified and accessed from the local cpu.
117  *
118  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
119  *
120  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
121  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
122  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
123  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
124  *
125  * A: pool->attach_mutex protected.
126  *
127  * PL: wq_pool_mutex protected.
128  *
129  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
130  *
131  * WQ: wq->mutex protected.
132  *
133  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
134  *
135  * MD: wq_mayday_lock protected.
136  */
137
138 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
139
140 struct worker_pool {
141         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
142         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
143         int                     node;           /* I: the associated node ID */
144         int                     id;             /* I: pool ID */
145         unsigned int            flags;          /* X: flags */
146
147         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
148         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
149
150         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
151         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
152
153         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
154         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
155         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
156
157         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
158         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
159                                                 /* L: hash of busy workers */
160
161         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
162         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
163         struct mutex            attach_mutex;   /* attach/detach exclusion */
164         struct list_head        workers;        /* A: attached workers */
165         struct completion       *detach_completion; /* all workers detached */
166
167         struct ida              worker_ida;     /* worker IDs for task name */
168
169         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
170         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
171         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
172
173         /*
174          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
175          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
176          * cacheline.
177          */
178         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180         /*
181          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
182          * from get_work_pool().
183          */
184         struct rcu_head         rcu;
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 /*
188  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
189  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
190  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
191  * number of flag bits.
192  */
193 struct pool_workqueue {
194         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
195         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
196         int                     work_color;     /* L: current color */
197         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
198         int                     refcnt;         /* L: reference count */
199         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
200                                                 /* L: nr of in_flight works */
201         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
202         int                     max_active;     /* L: max active works */
203         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
204         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
205         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
206
207         /*
208          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
209          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
210          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
211          * determined without grabbing wq->mutex.
212          */
213         struct work_struct      unbound_release_work;
214         struct rcu_head         rcu;
215 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
216
217 /*
218  * Structure used to wait for workqueue flush.
219  */
220 struct wq_flusher {
221         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
222         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
223         struct completion       done;           /* flush completion */
224 };
225
226 struct wq_device;
227
228 /*
229  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
230  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
231  */
232 struct workqueue_struct {
233         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
234         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
235
236         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
237         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
238         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
239         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
240         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
241         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
242         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
243
244         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
245         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
246
247         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
248         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
249
250         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
251         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
252
253 #ifdef CONFIG_SYSFS
254         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
255 #endif
256 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
257         struct lockdep_map      lockdep_map;
258 #endif
259         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
260
261         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
262         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
263         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
264         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
265 };
266
267 static struct kmem_cache *pwq_cache;
268
269 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
270 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
271                                         /* possible CPUs of each node */
272
273 static bool wq_disable_numa;
274 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
275
276 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
277 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
278 static bool wq_power_efficient = true;
279 #else
280 static bool wq_power_efficient;
281 #endif
282
283 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
284
285 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
286
287 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
288 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
289
290 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
291 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
292
293 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
294 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
295
296 /* the per-cpu worker pools */
297 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
298                                      cpu_worker_pools);
299
300 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
301
302 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
303 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
304
305 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
306 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
307
308 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
309 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
310
311 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
312 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
313 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
315 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
317 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
319 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
321 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
323 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
325
326 static int worker_thread(void *__worker);
327 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
328                                  const struct workqueue_attrs *from);
329
330 #define CREATE_TRACE_POINTS
331 #include <trace/events/workqueue.h>
332
333 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
334         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
335                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
336                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
337
338 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
339         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
340                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
341                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
342
343 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
344         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
345              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
346              (pool)++)
347
348 /**
349  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
350  * @pool: iteration cursor
351  * @pi: integer used for iteration
352  *
353  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
354  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
355  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
356  *
357  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
358  * ignored.
359  */
360 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
361         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
362                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
363                 else
364
365 /**
366  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
367  * @worker: iteration cursor
368  * @pool: worker_pool to iterate workers of
369  *
370  * This must be called with @pool->attach_mutex.
371  *
372  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
373  * ignored.
374  */
375 #define for_each_pool_worker(worker, pool)                              \
376         list_for_each_entry((worker), &(pool)->workers, node)           \
377                 if (({ lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex); false; })) { } \
378                 else
379
380 /**
381  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
382  * @pwq: iteration cursor
383  * @wq: the target workqueue
384  *
385  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
386  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
387  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
388  *
389  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
390  * ignored.
391  */
392 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
393         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
394                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
395                 else
396
397 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
398
399 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
400
401 static void *work_debug_hint(void *addr)
402 {
403         return ((struct work_struct *) addr)->func;
404 }
405
406 /*
407  * fixup_init is called when:
408  * - an active object is initialized
409  */
410 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
411 {
412         struct work_struct *work = addr;
413
414         switch (state) {
415         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
416                 cancel_work_sync(work);
417                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
418                 return 1;
419         default:
420                 return 0;
421         }
422 }
423
424 /*
425  * fixup_activate is called when:
426  * - an active object is activated
427  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
428  */
429 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
430 {
431         struct work_struct *work = addr;
432
433         switch (state) {
434
435         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
436                 /*
437                  * This is not really a fixup. The work struct was
438                  * statically initialized. We just make sure that it
439                  * is tracked in the object tracker.
440                  */
441                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
442                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
443                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
444                         return 0;
445                 }
446                 WARN_ON_ONCE(1);
447                 return 0;
448
449         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
450                 WARN_ON(1);
451
452         default:
453                 return 0;
454         }
455 }
456
457 /*
458  * fixup_free is called when:
459  * - an active object is freed
460  */
461 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
462 {
463         struct work_struct *work = addr;
464
465         switch (state) {
466         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
467                 cancel_work_sync(work);
468                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
469                 return 1;
470         default:
471                 return 0;
472         }
473 }
474
475 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
476         .name           = "work_struct",
477         .debug_hint     = work_debug_hint,
478         .fixup_init     = work_fixup_init,
479         .fixup_activate = work_fixup_activate,
480         .fixup_free     = work_fixup_free,
481 };
482
483 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
484 {
485         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
486 }
487
488 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
489 {
490         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
491 }
492
493 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
494 {
495         if (onstack)
496                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
497         else
498                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
499 }
500 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
501
502 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
503 {
504         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
507
508 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
509 {
510         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
511         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_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 /**
521  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
522  * @pool: the pool pointer of interest
523  *
524  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
525  * successfully, -errno on failure.
526  */
527 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
528 {
529         int ret;
530
531         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
532
533         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
534                         GFP_KERNEL);
535         if (ret >= 0) {
536                 pool->id = ret;
537                 return 0;
538         }
539         return ret;
540 }
541
542 /**
543  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
544  * @wq: the target workqueue
545  * @node: the node ID
546  *
547  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
548  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
549  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
550  *
551  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
552  */
553 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
554                                                   int node)
555 {
556         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
557         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
558 }
559
560 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
561 {
562         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
563 }
564
565 static int get_work_color(struct work_struct *work)
566 {
567         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
568                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
569 }
570
571 static int work_next_color(int color)
572 {
573         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
574 }
575
576 /*
577  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
578  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
579  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
580  *
581  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
582  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
583  * work->data.  These functions should only be called while the work is
584  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
585  *
586  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
587  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
588  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
589  * available only while the work item is queued.
590  *
591  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
592  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
593  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
594  * try to steal the PENDING bit.
595  */
596 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
597                                  unsigned long flags)
598 {
599         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
600         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
601 }
602
603 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
604                          unsigned long extra_flags)
605 {
606         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
607                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
608 }
609
610 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
611                                            int pool_id)
612 {
613         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
614                       WORK_STRUCT_PENDING);
615 }
616
617 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
618                                             int pool_id)
619 {
620         /*
621          * The following wmb is paired with the implied mb in
622          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
623          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
624          * owner.
625          */
626         smp_wmb();
627         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
628 }
629
630 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
631 {
632         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
633         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
634 }
635
636 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
637 {
638         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
639
640         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
641                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
642         else
643                 return NULL;
644 }
645
646 /**
647  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
648  * @work: the work item of interest
649  *
650  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
651  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
652  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
653  *
654  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
655  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
656  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
657  * returned pool is and stays online.
658  *
659  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
660  */
661 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
662 {
663         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
664         int pool_id;
665
666         assert_rcu_or_pool_mutex();
667
668         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
669                 return ((struct pool_workqueue *)
670                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
671
672         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
673         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
674                 return NULL;
675
676         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
677 }
678
679 /**
680  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
681  * @work: the work item of interest
682  *
683  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
684  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
685  */
686 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
687 {
688         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
689
690         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
691                 return ((struct pool_workqueue *)
692                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
693
694         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
695 }
696
697 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
698 {
699         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
700
701         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
702         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
703 }
704
705 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
706 {
707         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
708
709         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
710 }
711
712 /*
713  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
714  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
715  * they're being called with pool->lock held.
716  */
717
718 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
719 {
720         return !atomic_read(&pool->nr_running);
721 }
722
723 /*
724  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
725  * running workers.
726  *
727  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
728  * function will always return %true for unbound pools as long as the
729  * worklist isn't empty.
730  */
731 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
732 {
733         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
734 }
735
736 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
737 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
738 {
739         return pool->nr_idle;
740 }
741
742 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
743 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
744 {
745         return !list_empty(&pool->worklist) &&
746                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
747 }
748
749 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
750 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
751 {
752         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
753 }
754
755 /* Do we have too many workers and should some go away? */
756 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
757 {
758         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
759         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
760         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
761
762         /*
763          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
764          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
765          */
766         if (list_empty(&pool->idle_list))
767                 return false;
768
769         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
770 }
771
772 /*
773  * Wake up functions.
774  */
775
776 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
777 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
778 {
779         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
780                 return NULL;
781
782         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
783 }
784
785 /**
786  * wake_up_worker - wake up an idle worker
787  * @pool: worker pool to wake worker from
788  *
789  * Wake up the first idle worker of @pool.
790  *
791  * CONTEXT:
792  * spin_lock_irq(pool->lock).
793  */
794 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
795 {
796         struct worker *worker = first_worker(pool);
797
798         if (likely(worker))
799                 wake_up_process(worker->task);
800 }
801
802 /**
803  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
804  * @task: task waking up
805  * @cpu: CPU @task is waking up to
806  *
807  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
808  * being awoken.
809  *
810  * CONTEXT:
811  * spin_lock_irq(rq->lock)
812  */
813 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
814 {
815         struct worker *worker = kthread_data(task);
816
817         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
818                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
819                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
820         }
821 }
822
823 /**
824  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
825  * @task: task going to sleep
826  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
827  *
828  * This function is called during schedule() when a busy worker is
829  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
830  * returning pointer to its task.
831  *
832  * CONTEXT:
833  * spin_lock_irq(rq->lock)
834  *
835  * Return:
836  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
837  */
838 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
839 {
840         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
841         struct worker_pool *pool;
842
843         /*
844          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
845          * workers, also reach here, let's not access anything before
846          * checking NOT_RUNNING.
847          */
848         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
849                 return NULL;
850
851         pool = worker->pool;
852
853         /* this can only happen on the local cpu */
854         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
855                 return NULL;
856
857         /*
858          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
859          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
860          * Please read comment there.
861          *
862          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
863          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
864          * disabled, which in turn means that none else could be
865          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
866          * lock is safe.
867          */
868         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
869             !list_empty(&pool->worklist))
870                 to_wakeup = first_worker(pool);
871         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
872 }
873
874 /**
875  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
876  * @worker: self
877  * @flags: flags to set
878  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
879  *
880  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
881  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
882  * woken up.
883  *
884  * CONTEXT:
885  * spin_lock_irq(pool->lock)
886  */
887 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
888                                     bool wakeup)
889 {
890         struct worker_pool *pool = worker->pool;
891
892         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
893
894         /*
895          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
896          * wake up an idle worker as necessary if requested by
897          * @wakeup.
898          */
899         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
900             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
901                 if (wakeup) {
902                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
903                             !list_empty(&pool->worklist))
904                                 wake_up_worker(pool);
905                 } else
906                         atomic_dec(&pool->nr_running);
907         }
908
909         worker->flags |= flags;
910 }
911
912 /**
913  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
914  * @worker: self
915  * @flags: flags to clear
916  *
917  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
918  *
919  * CONTEXT:
920  * spin_lock_irq(pool->lock)
921  */
922 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
923 {
924         struct worker_pool *pool = worker->pool;
925         unsigned int oflags = worker->flags;
926
927         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
928
929         worker->flags &= ~flags;
930
931         /*
932          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
933          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
934          * of multiple flags, not a single flag.
935          */
936         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
937                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
938                         atomic_inc(&pool->nr_running);
939 }
940
941 /**
942  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
943  * @pool: pool of interest
944  * @work: work to find worker for
945  *
946  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
947  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
948  * to match, its current execution should match the address of @work and
949  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
950  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
951  * being executed.
952  *
953  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
954  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
955  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
956  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
957  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
958  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
959  *
960  * This function checks the work item address and work function to avoid
961  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
962  * work function which can introduce dependency onto itself through a
963  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
964  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
965  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
966  *
967  * CONTEXT:
968  * spin_lock_irq(pool->lock).
969  *
970  * Return:
971  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
972  * otherwise.
973  */
974 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
975                                                  struct work_struct *work)
976 {
977         struct worker *worker;
978
979         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
980                                (unsigned long)work)
981                 if (worker->current_work == work &&
982                     worker->current_func == work->func)
983                         return worker;
984
985         return NULL;
986 }
987
988 /**
989  * move_linked_works - move linked works to a list
990  * @work: start of series of works to be scheduled
991  * @head: target list to append @work to
992  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
993  *
994  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
995  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
996  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
997  *
998  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
999  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1000  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1001  *
1002  * CONTEXT:
1003  * spin_lock_irq(pool->lock).
1004  */
1005 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1006                               struct work_struct **nextp)
1007 {
1008         struct work_struct *n;
1009
1010         /*
1011          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1012          * use NULL for list head.
1013          */
1014         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1015                 list_move_tail(&work->entry, head);
1016                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1017                         break;
1018         }
1019
1020         /*
1021          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1022          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1023          * needs to be updated.
1024          */
1025         if (nextp)
1026                 *nextp = n;
1027 }
1028
1029 /**
1030  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1031  * @pwq: pool_workqueue to get
1032  *
1033  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1034  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1035  */
1036 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1037 {
1038         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1039         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1040         pwq->refcnt++;
1041 }
1042
1043 /**
1044  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1045  * @pwq: pool_workqueue to put
1046  *
1047  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1048  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1049  */
1050 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1051 {
1052         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1053         if (likely(--pwq->refcnt))
1054                 return;
1055         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1056                 return;
1057         /*
1058          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1059          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1060          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1061          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1062          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1063          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1064          */
1065         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1066 }
1067
1068 /**
1069  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1070  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1071  *
1072  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1073  */
1074 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1075 {
1076         if (pwq) {
1077                 /*
1078                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1079                  * following lock operations are safe.
1080                  */
1081                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1082                 put_pwq(pwq);
1083                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1084         }
1085 }
1086
1087 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1088 {
1089         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1090
1091         trace_workqueue_activate_work(work);
1092         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1093         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1094         pwq->nr_active++;
1095 }
1096
1097 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1098 {
1099         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1100                                                     struct work_struct, entry);
1101
1102         pwq_activate_delayed_work(work);
1103 }
1104
1105 /**
1106  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1107  * @pwq: pwq of interest
1108  * @color: color of work which left the queue
1109  *
1110  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1111  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1112  *
1113  * CONTEXT:
1114  * spin_lock_irq(pool->lock).
1115  */
1116 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1117 {
1118         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1119         if (color == WORK_NO_COLOR)
1120                 goto out_put;
1121
1122         pwq->nr_in_flight[color]--;
1123
1124         pwq->nr_active--;
1125         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1126                 /* one down, submit a delayed one */
1127                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1128                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1129         }
1130
1131         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1132         if (likely(pwq->flush_color != color))
1133                 goto out_put;
1134
1135         /* are there still in-flight works? */
1136         if (pwq->nr_in_flight[color])
1137                 goto out_put;
1138
1139         /* this pwq is done, clear flush_color */
1140         pwq->flush_color = -1;
1141
1142         /*
1143          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1144          * will handle the rest.
1145          */
1146         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1147                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1148 out_put:
1149         put_pwq(pwq);
1150 }
1151
1152 /**
1153  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1154  * @work: work item to steal
1155  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1156  * @flags: place to store irq state
1157  *
1158  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1159  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1160  *
1161  * Return:
1162  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1163  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1164  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1165  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1166  *              for arbitrarily long
1167  *
1168  * Note:
1169  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1170  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1171  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1172  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1173  *
1174  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1175  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1176  *
1177  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1178  */
1179 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1180                                unsigned long *flags)
1181 {
1182         struct worker_pool *pool;
1183         struct pool_workqueue *pwq;
1184
1185         local_irq_save(*flags);
1186
1187         /* try to steal the timer if it exists */
1188         if (is_dwork) {
1189                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1190
1191                 /*
1192                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1193                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1194                  * running on the local CPU.
1195                  */
1196                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1197                         return 1;
1198         }
1199
1200         /* try to claim PENDING the normal way */
1201         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1202                 return 0;
1203
1204         /*
1205          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1206          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1207          */
1208         pool = get_work_pool(work);
1209         if (!pool)
1210                 goto fail;
1211
1212         spin_lock(&pool->lock);
1213         /*
1214          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1215          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1216          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1217          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1218          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1219          * item is currently queued on that pool.
1220          */
1221         pwq = get_work_pwq(work);
1222         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1223                 debug_work_deactivate(work);
1224
1225                 /*
1226                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1227                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1228                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1229                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1230                  * item is activated before grabbing.
1231                  */
1232                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1233                         pwq_activate_delayed_work(work);
1234
1235                 list_del_init(&work->entry);
1236                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1237
1238                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1239                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1240
1241                 spin_unlock(&pool->lock);
1242                 return 1;
1243         }
1244         spin_unlock(&pool->lock);
1245 fail:
1246         local_irq_restore(*flags);
1247         if (work_is_canceling(work))
1248                 return -ENOENT;
1249         cpu_relax();
1250         return -EAGAIN;
1251 }
1252
1253 /**
1254  * insert_work - insert a work into a pool
1255  * @pwq: pwq @work belongs to
1256  * @work: work to insert
1257  * @head: insertion point
1258  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1259  *
1260  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1261  * work_struct flags.
1262  *
1263  * CONTEXT:
1264  * spin_lock_irq(pool->lock).
1265  */
1266 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1267                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1268 {
1269         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1270
1271         /* we own @work, set data and link */
1272         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1273         list_add_tail(&work->entry, head);
1274         get_pwq(pwq);
1275
1276         /*
1277          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1278          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1279          * around lazily while there are works to be processed.
1280          */
1281         smp_mb();
1282
1283         if (__need_more_worker(pool))
1284                 wake_up_worker(pool);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1289  * same workqueue.
1290  */
1291 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1292 {
1293         struct worker *worker;
1294
1295         worker = current_wq_worker();
1296         /*
1297          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1298          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1299          */
1300         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1301 }
1302
1303 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1304                          struct work_struct *work)
1305 {
1306         struct pool_workqueue *pwq;
1307         struct worker_pool *last_pool;
1308         struct list_head *worklist;
1309         unsigned int work_flags;
1310         unsigned int req_cpu = cpu;
1311
1312         /*
1313          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1314          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1315          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1316          * happen with IRQ disabled.
1317          */
1318         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1319
1320         debug_work_activate(work);
1321
1322         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1323         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1324             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1325                 return;
1326 retry:
1327         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1328                 cpu = raw_smp_processor_id();
1329
1330         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1331         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1332                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1333         else
1334                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1335
1336         /*
1337          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1338          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1339          * pool to guarantee non-reentrancy.
1340          */
1341         last_pool = get_work_pool(work);
1342         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1343                 struct worker *worker;
1344
1345                 spin_lock(&last_pool->lock);
1346
1347                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1348
1349                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1350                         pwq = worker->current_pwq;
1351                 } else {
1352                         /* meh... not running there, queue here */
1353                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1354                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1355                 }
1356         } else {
1357                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1358         }
1359
1360         /*
1361          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1362          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1363          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1364          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1365          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1366          * make forward-progress.
1367          */
1368         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1369                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1370                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1371                         cpu_relax();
1372                         goto retry;
1373                 }
1374                 /* oops */
1375                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1376                           wq->name, cpu);
1377         }
1378
1379         /* pwq determined, queue */
1380         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1381
1382         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1383                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1384                 return;
1385         }
1386
1387         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1388         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1389
1390         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1391                 trace_workqueue_activate_work(work);
1392                 pwq->nr_active++;
1393                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1394         } else {
1395                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1396                 worklist = &pwq->delayed_works;
1397         }
1398
1399         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1400
1401         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1402 }
1403
1404 /**
1405  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1406  * @cpu: CPU number to execute work on
1407  * @wq: workqueue to use
1408  * @work: work to queue
1409  *
1410  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1411  * can't go away.
1412  *
1413  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1414  */
1415 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1416                    struct work_struct *work)
1417 {
1418         bool ret = false;
1419         unsigned long flags;
1420
1421         local_irq_save(flags);
1422
1423         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1424                 __queue_work(cpu, wq, work);
1425                 ret = true;
1426         }
1427
1428         local_irq_restore(flags);
1429         return ret;
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1432
1433 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1434 {
1435         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1436
1437         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1438         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1439 }
1440 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1441
1442 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1443                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1444 {
1445         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1446         struct work_struct *work = &dwork->work;
1447
1448         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1449                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1450         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1451         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1452
1453         /*
1454          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1455          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1456          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1457          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1458          */
1459         if (!delay) {
1460                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1461                 return;
1462         }
1463
1464         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1465
1466         dwork->wq = wq;
1467         dwork->cpu = cpu;
1468         timer->expires = jiffies + delay;
1469
1470         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1471                 add_timer_on(timer, cpu);
1472         else
1473                 add_timer(timer);
1474 }
1475
1476 /**
1477  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1478  * @cpu: CPU number to execute work on
1479  * @wq: workqueue to use
1480  * @dwork: work to queue
1481  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1482  *
1483  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1484  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1485  * execution.
1486  */
1487 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1488                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1489 {
1490         struct work_struct *work = &dwork->work;
1491         bool ret = false;
1492         unsigned long flags;
1493
1494         /* read the comment in __queue_work() */
1495         local_irq_save(flags);
1496
1497         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1498                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1499                 ret = true;
1500         }
1501
1502         local_irq_restore(flags);
1503         return ret;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1506
1507 /**
1508  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1509  * @cpu: CPU number to execute work on
1510  * @wq: workqueue to use
1511  * @dwork: work to queue
1512  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1513  *
1514  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1515  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1516  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1517  * current state.
1518  *
1519  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1520  * pending and its timer was modified.
1521  *
1522  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1523  * See try_to_grab_pending() for details.
1524  */
1525 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1526                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1527 {
1528         unsigned long flags;
1529         int ret;
1530
1531         do {
1532                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1533         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1534
1535         if (likely(ret >= 0)) {
1536                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1537                 local_irq_restore(flags);
1538         }
1539
1540         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1541         return ret;
1542 }
1543 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1544
1545 /**
1546  * worker_enter_idle - enter idle state
1547  * @worker: worker which is entering idle state
1548  *
1549  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1550  * necessary.
1551  *
1552  * LOCKING:
1553  * spin_lock_irq(pool->lock).
1554  */
1555 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1556 {
1557         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1558
1559         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1560             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1561                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1562                 return;
1563
1564         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1565         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1566         pool->nr_idle++;
1567         worker->last_active = jiffies;
1568
1569         /* idle_list is LIFO */
1570         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1571
1572         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1573                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1574
1575         /*
1576          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1577          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1578          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1579          * unbind is not in progress.
1580          */
1581         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1582                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1583                      atomic_read(&pool->nr_running));
1584 }
1585
1586 /**
1587  * worker_leave_idle - leave idle state
1588  * @worker: worker which is leaving idle state
1589  *
1590  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1591  *
1592  * LOCKING:
1593  * spin_lock_irq(pool->lock).
1594  */
1595 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1596 {
1597         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1598
1599         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1600                 return;
1601         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1602         pool->nr_idle--;
1603         list_del_init(&worker->entry);
1604 }
1605
1606 /**
1607  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1608  * @pool: target worker_pool
1609  *
1610  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1611  *
1612  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1613  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1614  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1615  * guaranteed to execute on the cpu.
1616  *
1617  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1618  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1619  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1620  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1621  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1622  * [dis]associated in the meantime.
1623  *
1624  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1625  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1626  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1627  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1628  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1629  *
1630  * CONTEXT:
1631  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1632  * held.
1633  *
1634  * Return:
1635  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1636  * bound), %false if offline.
1637  */
1638 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1639 __acquires(&pool->lock)
1640 {
1641         while (true) {
1642                 /*
1643                  * The following call may fail, succeed or succeed
1644                  * without actually migrating the task to the cpu if
1645                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1646                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1647                  */
1648                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1649                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1650
1651                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1652                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1653                         return false;
1654                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1655                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1656                         return true;
1657                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1658
1659                 /*
1660                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1661                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1662                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1663                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1664                  */
1665                 cpu_relax();
1666                 cond_resched();
1667         }
1668 }
1669
1670 static struct worker *alloc_worker(void)
1671 {
1672         struct worker *worker;
1673
1674         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1675         if (worker) {
1676                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1677                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1678                 INIT_LIST_HEAD(&worker->node);
1679                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1680                 worker->flags = WORKER_PREP;
1681         }
1682         return worker;
1683 }
1684
1685 /**
1686  * worker_attach_to_pool() - attach a worker to a pool
1687  * @worker: worker to be attached
1688  * @pool: the target pool
1689  *
1690  * Attach @worker to @pool.  Once attached, the %WORKER_UNBOUND flag and
1691  * cpu-binding of @worker are kept coordinated with the pool across
1692  * cpu-[un]hotplugs.
1693  */
1694 static void worker_attach_to_pool(struct worker *worker,
1695                                    struct worker_pool *pool)
1696 {
1697         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1698
1699         /*
1700          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1701          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1702          */
1703         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1704
1705         /*
1706          * The pool->attach_mutex ensures %POOL_DISASSOCIATED remains
1707          * stable across this function.  See the comments above the
1708          * flag definition for details.
1709          */
1710         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1711                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1712
1713         list_add_tail(&worker->node, &pool->workers);
1714
1715         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1716 }
1717
1718 /**
1719  * worker_detach_from_pool() - detach a worker from its pool
1720  * @worker: worker which is attached to its pool
1721  * @pool: the pool @worker is attached to
1722  *
1723  * Undo the attaching which had been done in worker_attach_to_pool().  The
1724  * caller worker shouldn't access to the pool after detached except it has
1725  * other reference to the pool.
1726  */
1727 static void worker_detach_from_pool(struct worker *worker,
1728                                     struct worker_pool *pool)
1729 {
1730         struct completion *detach_completion = NULL;
1731
1732         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1733         list_del(&worker->node);
1734         if (list_empty(&pool->workers))
1735                 detach_completion = pool->detach_completion;
1736         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1737
1738         if (detach_completion)
1739                 complete(detach_completion);
1740 }
1741
1742 /**
1743  * create_worker - create a new workqueue worker
1744  * @pool: pool the new worker will belong to
1745  *
1746  * Create a new worker which is attached to @pool.  The new worker must be
1747  * started by start_worker().
1748  *
1749  * CONTEXT:
1750  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1751  *
1752  * Return:
1753  * Pointer to the newly created worker.
1754  */
1755 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1756 {
1757         struct worker *worker = NULL;
1758         int id = -1;
1759         char id_buf[16];
1760
1761         /* ID is needed to determine kthread name */
1762         id = ida_simple_get(&pool->worker_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
1763         if (id < 0)
1764                 goto fail;
1765
1766         worker = alloc_worker();
1767         if (!worker)
1768                 goto fail;
1769
1770         worker->pool = pool;
1771         worker->id = id;
1772
1773         if (pool->cpu >= 0)
1774                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1775                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1776         else
1777                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1778
1779         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1780                                               "kworker/%s", id_buf);
1781         if (IS_ERR(worker->task))
1782                 goto fail;
1783
1784         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1785
1786         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1787         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1788
1789         /* successful, attach the worker to the pool */
1790         worker_attach_to_pool(worker, pool);
1791
1792         return worker;
1793
1794 fail:
1795         if (id >= 0)
1796                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, id);
1797         kfree(worker);
1798         return NULL;
1799 }
1800
1801 /**
1802  * start_worker - start a newly created worker
1803  * @worker: worker to start
1804  *
1805  * Make the pool aware of @worker and start it.
1806  *
1807  * CONTEXT:
1808  * spin_lock_irq(pool->lock).
1809  */
1810 static void start_worker(struct worker *worker)
1811 {
1812         worker->pool->nr_workers++;
1813         worker_enter_idle(worker);
1814         wake_up_process(worker->task);
1815 }
1816
1817 /**
1818  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1819  * @pool: the target pool
1820  *
1821  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1822  *
1823  * Return: 0 on success. A negative error code otherwise.
1824  */
1825 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1826 {
1827         struct worker *worker;
1828
1829         worker = create_worker(pool);
1830         if (worker) {
1831                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1832                 start_worker(worker);
1833                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1834         }
1835
1836         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1837 }
1838
1839 /**
1840  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1841  * @worker: worker to be destroyed
1842  *
1843  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.  The worker should
1844  * be idle.
1845  *
1846  * CONTEXT:
1847  * spin_lock_irq(pool->lock).
1848  */
1849 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1850 {
1851         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1852
1853         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1854
1855         /* sanity check frenzy */
1856         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1857             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)) ||
1858             WARN_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1859                 return;
1860
1861         pool->nr_workers--;
1862         pool->nr_idle--;
1863
1864         list_del_init(&worker->entry);
1865         worker->flags |= WORKER_DIE;
1866         wake_up_process(worker->task);
1867 }
1868
1869 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1870 {
1871         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1872
1873         spin_lock_irq(&pool->lock);
1874
1875         while (too_many_workers(pool)) {
1876                 struct worker *worker;
1877                 unsigned long expires;
1878
1879                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1880                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1881                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1882
1883                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1884                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1885                         break;
1886                 }
1887
1888                 destroy_worker(worker);
1889         }
1890
1891         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1892 }
1893
1894 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1895 {
1896         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1897         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1898
1899         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1900
1901         if (!wq->rescuer)
1902                 return;
1903
1904         /* mayday mayday mayday */
1905         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1906                 /*
1907                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1908                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1909                  * rescuer is done with it.
1910                  */
1911                 get_pwq(pwq);
1912                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1913                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1914         }
1915 }
1916
1917 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1918 {
1919         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1920         struct work_struct *work;
1921
1922         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1923         spin_lock(&pool->lock);
1924
1925         if (need_to_create_worker(pool)) {
1926                 /*
1927                  * We've been trying to create a new worker but
1928                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1929                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1930                  * rescuers.
1931                  */
1932                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1933                         send_mayday(work);
1934         }
1935
1936         spin_unlock(&pool->lock);
1937         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1938
1939         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1940 }
1941
1942 /**
1943  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1944  * @pool: pool to create a new worker for
1945  *
1946  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1947  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1948  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1949  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1950  * possible allocation deadlock.
1951  *
1952  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1953  * may_start_working() %true.
1954  *
1955  * LOCKING:
1956  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1957  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1958  * manager.
1959  *
1960  * Return:
1961  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1962  * otherwise.
1963  */
1964 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1965 __releases(&pool->lock)
1966 __acquires(&pool->lock)
1967 {
1968         if (!need_to_create_worker(pool))
1969                 return false;
1970 restart:
1971         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1972
1973         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1974         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1975
1976         while (true) {
1977                 struct worker *worker;
1978
1979                 worker = create_worker(pool);
1980                 if (worker) {
1981                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1982                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1983                         start_worker(worker);
1984                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1985                                 goto restart;
1986                         return true;
1987                 }
1988
1989                 if (!need_to_create_worker(pool))
1990                         break;
1991
1992                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1993                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1994
1995                 if (!need_to_create_worker(pool))
1996                         break;
1997         }
1998
1999         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
2000         spin_lock_irq(&pool->lock);
2001         if (need_to_create_worker(pool))
2002                 goto restart;
2003         return true;
2004 }
2005
2006 /**
2007  * manage_workers - manage worker pool
2008  * @worker: self
2009  *
2010  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2011  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2012  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2013  *
2014  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2015  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2016  * and may_start_working() is true.
2017  *
2018  * CONTEXT:
2019  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2020  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2021  *
2022  * Return:
2023  * %false if the pool don't need management and the caller can safely start
2024  * processing works, %true indicates that the function released pool->lock
2025  * and reacquired it to perform some management function and that the
2026  * conditions that the caller verified while holding the lock before
2027  * calling the function might no longer be true.
2028  */
2029 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2030 {
2031         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2032         bool ret = false;
2033
2034         /*
2035          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2036          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2037          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2038          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2039          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2040          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2041          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2042          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2043          */
2044         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2045                 return ret;
2046
2047         ret |= maybe_create_worker(pool);
2048
2049         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2050         return ret;
2051 }
2052
2053 /**
2054  * process_one_work - process single work
2055  * @worker: self
2056  * @work: work to process
2057  *
2058  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2059  * process a single work including synchronization against and
2060  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2061  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2062  * call this function to process a work.
2063  *
2064  * CONTEXT:
2065  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2066  */
2067 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2068 __releases(&pool->lock)
2069 __acquires(&pool->lock)
2070 {
2071         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2072         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2073         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2074         int work_color;
2075         struct worker *collision;
2076 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2077         /*
2078          * It is permissible to free the struct work_struct from
2079          * inside the function that is called from it, this we need to
2080          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2081          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2082          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2083          */
2084         struct lockdep_map lockdep_map;
2085
2086         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2087 #endif
2088         /*
2089          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2090          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2091          * unbound or a disassociated pool.
2092          */
2093         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2094                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2095                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2096
2097         /*
2098          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2099          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2100          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2101          * currently executing one.
2102          */
2103         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2104         if (unlikely(collision)) {
2105                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2106                 return;
2107         }
2108
2109         /* claim and dequeue */
2110         debug_work_deactivate(work);
2111         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2112         worker->current_work = work;
2113         worker->current_func = work->func;
2114         worker->current_pwq = pwq;
2115         work_color = get_work_color(work);
2116
2117         list_del_init(&work->entry);
2118
2119         /*
2120          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2121          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2122          */
2123         if (unlikely(cpu_intensive))
2124                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2125
2126         /*
2127          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2128          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2129          */
2130         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2131                 wake_up_worker(pool);
2132
2133         /*
2134          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2135          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2136          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2137          * disabled.
2138          */
2139         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2140
2141         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2142
2143         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2144         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2145         trace_workqueue_execute_start(work);
2146         worker->current_func(work);
2147         /*
2148          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2149          * point will only record its address.
2150          */
2151         trace_workqueue_execute_end(work);
2152         lock_map_release(&lockdep_map);
2153         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2154
2155         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2156                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2157                        "     last function: %pf\n",
2158                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2159                        worker->current_func);
2160                 debug_show_held_locks(current);
2161                 dump_stack();
2162         }
2163
2164         /*
2165          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2166          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2167          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2168          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2169          * stop_machine.
2170          */
2171         cond_resched();
2172
2173         spin_lock_irq(&pool->lock);
2174
2175         /* clear cpu intensive status */
2176         if (unlikely(cpu_intensive))
2177                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2178
2179         /* we're done with it, release */
2180         hash_del(&worker->hentry);
2181         worker->current_work = NULL;
2182         worker->current_func = NULL;
2183         worker->current_pwq = NULL;
2184         worker->desc_valid = false;
2185         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2186 }
2187
2188 /**
2189  * process_scheduled_works - process scheduled works
2190  * @worker: self
2191  *
2192  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2193  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2194  * fetches a work from the top and executes it.
2195  *
2196  * CONTEXT:
2197  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2198  * multiple times.
2199  */
2200 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2201 {
2202         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2203                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2204                                                 struct work_struct, entry);
2205                 process_one_work(worker, work);
2206         }
2207 }
2208
2209 /**
2210  * worker_thread - the worker thread function
2211  * @__worker: self
2212  *
2213  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2214  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2215  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2216  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2217  * will be explained in rescuer_thread().
2218  *
2219  * Return: 0
2220  */
2221 static int worker_thread(void *__worker)
2222 {
2223         struct worker *worker = __worker;
2224         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2225
2226         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2227         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2228 woke_up:
2229         spin_lock_irq(&pool->lock);
2230
2231         /* am I supposed to die? */
2232         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2233                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2234                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2235                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2236
2237                 set_task_comm(worker->task, "kworker/dying");
2238                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, worker->id);
2239                 worker_detach_from_pool(worker, pool);
2240                 kfree(worker);
2241                 return 0;
2242         }
2243
2244         worker_leave_idle(worker);
2245 recheck:
2246         /* no more worker necessary? */
2247         if (!need_more_worker(pool))
2248                 goto sleep;
2249
2250         /* do we need to manage? */
2251         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2252                 goto recheck;
2253
2254         /*
2255          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2256          * preparing to process a work or actually processing it.
2257          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2258          */
2259         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2260
2261         /*
2262          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2263          * worker or that someone else has already assumed the manager
2264          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2265          * management if applicable and concurrency management is restored
2266          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2267          */
2268         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2269
2270         do {
2271                 struct work_struct *work =
2272                         list_first_entry(&pool->worklist,
2273                                          struct work_struct, entry);
2274
2275                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2276                         /* optimization path, not strictly necessary */
2277                         process_one_work(worker, work);
2278                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2279                                 process_scheduled_works(worker);
2280                 } else {
2281                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2282                         process_scheduled_works(worker);
2283                 }
2284         } while (keep_working(pool));
2285
2286         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2287 sleep:
2288         /*
2289          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2290          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2291          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2292          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2293          * event.
2294          */
2295         worker_enter_idle(worker);
2296         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2297         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2298         schedule();
2299         goto woke_up;
2300 }
2301
2302 /**
2303  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2304  * @__rescuer: self
2305  *
2306  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2307  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2308  *
2309  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2310  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2311  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2312  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2313  * the problem rescuer solves.
2314  *
2315  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2316  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2317  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2318  *
2319  * This should happen rarely.
2320  *
2321  * Return: 0
2322  */
2323 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2324 {
2325         struct worker *rescuer = __rescuer;
2326         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2327         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2328         bool should_stop;
2329
2330         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2331
2332         /*
2333          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2334          * doesn't participate in concurrency management.
2335          */
2336         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2337 repeat:
2338         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2339
2340         /*
2341          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2342          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2343          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2344          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2345          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2346          * list is always empty on exit.
2347          */
2348         should_stop = kthread_should_stop();
2349
2350         /* see whether any pwq is asking for help */
2351         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2352
2353         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2354                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2355                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2356                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2357                 struct work_struct *work, *n;
2358
2359                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2360                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2361
2362                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2363
2364                 /* migrate to the target cpu if possible */
2365                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2366                 rescuer->pool = pool;
2367
2368                 /*
2369                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2370                  * process'em.
2371                  */
2372                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2373                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2374                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2375                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2376
2377                 process_scheduled_works(rescuer);
2378
2379                 /*
2380                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2381                  * go away while we're holding its lock.
2382                  */
2383                 put_pwq(pwq);
2384
2385                 /*
2386                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2387                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2388                  * and stalling the execution.
2389                  */
2390                 if (keep_working(pool))
2391                         wake_up_worker(pool);
2392
2393                 rescuer->pool = NULL;
2394                 spin_unlock(&pool->lock);
2395                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2396         }
2397
2398         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2399
2400         if (should_stop) {
2401                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2402                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2403                 return 0;
2404         }
2405
2406         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2407         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2408         schedule();
2409         goto repeat;
2410 }
2411
2412 struct wq_barrier {
2413         struct work_struct      work;
2414         struct completion       done;
2415 };
2416
2417 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2418 {
2419         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2420         complete(&barr->done);
2421 }
2422
2423 /**
2424  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2425  * @pwq: pwq to insert barrier into
2426  * @barr: wq_barrier to insert
2427  * @target: target work to attach @barr to
2428  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2429  *
2430  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2431  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2432  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2433  * cpu.
2434  *
2435  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2436  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2437  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2438  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2439  * after a work with LINKED flag set.
2440  *
2441  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2442  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2443  *
2444  * CONTEXT:
2445  * spin_lock_irq(pool->lock).
2446  */
2447 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2448                               struct wq_barrier *barr,
2449                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2450 {
2451         struct list_head *head;
2452         unsigned int linked = 0;
2453
2454         /*
2455          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2456          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2457          * checks and call back into the fixup functions where we
2458          * might deadlock.
2459          */
2460         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2461         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2462         init_completion(&barr->done);
2463
2464         /*
2465          * If @target is currently being executed, schedule the
2466          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2467          */
2468         if (worker)
2469                 head = worker->scheduled.next;
2470         else {
2471                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2472
2473                 head = target->entry.next;
2474                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2475                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2476                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2477         }
2478
2479         debug_work_activate(&barr->work);
2480         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2481                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2482 }
2483
2484 /**
2485  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2486  * @wq: workqueue being flushed
2487  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2488  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2489  *
2490  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2491  *
2492  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2493  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2494  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2495  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2496  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2497  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2498  *
2499  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2500  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2501  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2502  * is returned.
2503  *
2504  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2505  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2506  * advanced to @work_color.
2507  *
2508  * CONTEXT:
2509  * mutex_lock(wq->mutex).
2510  *
2511  * Return:
2512  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2513  * otherwise.
2514  */
2515 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2516                                       int flush_color, int work_color)
2517 {
2518         bool wait = false;
2519         struct pool_workqueue *pwq;
2520
2521         if (flush_color >= 0) {
2522                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2523                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2524         }
2525
2526         for_each_pwq(pwq, wq) {
2527                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2528
2529                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2530
2531                 if (flush_color >= 0) {
2532                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2533
2534                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2535                                 pwq->flush_color = flush_color;
2536                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2537                                 wait = true;
2538                         }
2539                 }
2540
2541                 if (work_color >= 0) {
2542                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2543                         pwq->work_color = work_color;
2544                 }
2545
2546                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2547         }
2548
2549         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2550                 complete(&wq->first_flusher->done);
2551
2552         return wait;
2553 }
2554
2555 /**
2556  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2557  * @wq: workqueue to flush
2558  *
2559  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2560  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2561  */
2562 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2563 {
2564         struct wq_flusher this_flusher = {
2565                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2566                 .flush_color = -1,
2567                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2568         };
2569         int next_color;
2570
2571         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2572         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2573
2574         mutex_lock(&wq->mutex);
2575
2576         /*
2577          * Start-to-wait phase
2578          */
2579         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2580
2581         if (next_color != wq->flush_color) {
2582                 /*
2583                  * Color space is not full.  The current work_color
2584                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2585                  * by one.
2586                  */
2587                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2588                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2589                 wq->work_color = next_color;
2590
2591                 if (!wq->first_flusher) {
2592                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2593                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2594
2595                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2596
2597                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2598                                                        wq->work_color)) {
2599                                 /* nothing to flush, done */
2600                                 wq->flush_color = next_color;
2601                                 wq->first_flusher = NULL;
2602                                 goto out_unlock;
2603                         }
2604                 } else {
2605                         /* wait in queue */
2606                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2607                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2608                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2609                 }
2610         } else {
2611                 /*
2612                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2613                  * The next flush completion will assign us
2614                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2615                  */
2616                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2617         }
2618
2619         mutex_unlock(&wq->mutex);
2620
2621         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2622
2623         /*
2624          * Wake-up-and-cascade phase
2625          *
2626          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2627          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2628          */
2629         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2630                 return;
2631
2632         mutex_lock(&wq->mutex);
2633
2634         /* we might have raced, check again with mutex held */
2635         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2636                 goto out_unlock;
2637
2638         wq->first_flusher = NULL;
2639
2640         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2641         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2642
2643         while (true) {
2644                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2645
2646                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2647                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2648                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2649                                 break;
2650                         list_del_init(&next->list);
2651                         complete(&next->done);
2652                 }
2653
2654                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2655                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2656
2657                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2658                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2659
2660                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2661                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2662                         /*
2663                          * Assign the same color to all overflowed
2664                          * flushers, advance work_color and append to
2665                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2666                          * phase for these overflowed flushers.
2667                          */
2668                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2669                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2670
2671                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2672
2673                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2674                                               &wq->flusher_queue);
2675                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2676                 }
2677
2678                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2679                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2680                         break;
2681                 }
2682
2683                 /*
2684                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2685                  * the new first flusher and arm pwqs.
2686                  */
2687                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2688                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2689
2690                 list_del_init(&next->list);
2691                 wq->first_flusher = next;
2692
2693                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2694                         break;
2695
2696                 /*
2697                  * Meh... this color is already done, clear first
2698                  * flusher and repeat cascading.
2699                  */
2700                 wq->first_flusher = NULL;
2701         }
2702
2703 out_unlock:
2704         mutex_unlock(&wq->mutex);
2705 }
2706 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2707
2708 /**
2709  * drain_workqueue - drain a workqueue
2710  * @wq: workqueue to drain
2711  *
2712  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2713  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2714  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2715  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2716  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2717  * takes too long.
2718  */
2719 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2720 {
2721         unsigned int flush_cnt = 0;
2722         struct pool_workqueue *pwq;
2723
2724         /*
2725          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2726          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2727          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2728          */
2729         mutex_lock(&wq->mutex);
2730         if (!wq->nr_drainers++)
2731                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2732         mutex_unlock(&wq->mutex);
2733 reflush:
2734         flush_workqueue(wq);
2735
2736         mutex_lock(&wq->mutex);
2737
2738         for_each_pwq(pwq, wq) {
2739                 bool drained;
2740
2741                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2742                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2743                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2744
2745                 if (drained)
2746                         continue;
2747
2748                 if (++flush_cnt == 10 ||
2749                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2750                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2751                                 wq->name, flush_cnt);
2752
2753                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2754                 goto reflush;
2755         }
2756
2757         if (!--wq->nr_drainers)
2758                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2759         mutex_unlock(&wq->mutex);
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2762
2763 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2764 {
2765         struct worker *worker = NULL;
2766         struct worker_pool *pool;
2767         struct pool_workqueue *pwq;
2768
2769         might_sleep();
2770
2771         local_irq_disable();
2772         pool = get_work_pool(work);
2773         if (!pool) {
2774                 local_irq_enable();
2775                 return false;
2776         }
2777
2778         spin_lock(&pool->lock);
2779         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2780         pwq = get_work_pwq(work);
2781         if (pwq) {
2782                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2783                         goto already_gone;
2784         } else {
2785                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2786                 if (!worker)
2787                         goto already_gone;
2788                 pwq = worker->current_pwq;
2789         }
2790
2791         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2792         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2793
2794         /*
2795          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2796          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2797          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2798          * access.
2799          */
2800         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2801                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2802         else
2803                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2804         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2805
2806         return true;
2807 already_gone:
2808         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2809         return false;
2810 }
2811
2812 /**
2813  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2814  * @work: the work to flush
2815  *
2816  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2817  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2818  *
2819  * Return:
2820  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2821  * %false if it was already idle.
2822  */
2823 bool flush_work(struct work_struct *work)
2824 {
2825         struct wq_barrier barr;
2826
2827         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2828         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2829
2830         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2831                 wait_for_completion(&barr.done);
2832                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2833                 return true;
2834         } else {
2835                 return false;
2836         }
2837 }
2838 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2839
2840 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2841 {
2842         unsigned long flags;
2843         int ret;
2844
2845         do {
2846                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2847                 /*
2848                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2849                  * would be waiting for before retrying.
2850                  */
2851                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2852                         flush_work(work);
2853         } while (unlikely(ret < 0));
2854
2855         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2856         mark_work_canceling(work);
2857         local_irq_restore(flags);
2858
2859         flush_work(work);
2860         clear_work_data(work);
2861         return ret;
2862 }
2863
2864 /**
2865  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2866  * @work: the work to cancel
2867  *
2868  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2869  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2870  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2871  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2872  *
2873  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2874  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2875  *
2876  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2877  * queued can't be destroyed before this function returns.
2878  *
2879  * Return:
2880  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2881  */
2882 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2883 {
2884         return __cancel_work_timer(work, false);
2885 }
2886 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2887
2888 /**
2889  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2890  * @dwork: the delayed work to flush
2891  *
2892  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2893  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2894  * considers the last queueing instance of @dwork.
2895  *
2896  * Return:
2897  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2898  * %false if it was already idle.
2899  */
2900 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2901 {
2902         local_irq_disable();
2903         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2904                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2905         local_irq_enable();
2906         return flush_work(&dwork->work);
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2909
2910 /**
2911  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2912  * @dwork: delayed_work to cancel
2913  *
2914  * Kill off a pending delayed_work.
2915  *
2916  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2917  * pending.
2918  *
2919  * Note:
2920  * The work callback function may still be running on return, unless
2921  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2922  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2923  *
2924  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2925  */
2926 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2927 {
2928         unsigned long flags;
2929         int ret;
2930
2931         do {
2932                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2933         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2934
2935         if (unlikely(ret < 0))
2936                 return false;
2937
2938         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2939                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2940         local_irq_restore(flags);
2941         return ret;
2942 }
2943 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2944
2945 /**
2946  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2947  * @dwork: the delayed work cancel
2948  *
2949  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2950  *
2951  * Return:
2952  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2953  */
2954 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2955 {
2956         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2957 }
2958 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2959
2960 /**
2961  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2962  * @func: the function to call
2963  *
2964  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2965  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2966  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2967  *
2968  * Return:
2969  * 0 on success, -errno on failure.
2970  */
2971 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2972 {
2973         int cpu;
2974         struct work_struct __percpu *works;
2975
2976         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2977         if (!works)
2978                 return -ENOMEM;
2979
2980         get_online_cpus();
2981
2982         for_each_online_cpu(cpu) {
2983                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2984
2985                 INIT_WORK(work, func);
2986                 schedule_work_on(cpu, work);
2987         }
2988
2989         for_each_online_cpu(cpu)
2990                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
2991
2992         put_online_cpus();
2993         free_percpu(works);
2994         return 0;
2995 }
2996
2997 /**
2998  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
2999  *
3000  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3001  * completion.
3002  *
3003  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3004  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3005  * will lead to deadlock:
3006  *
3007  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3008  *      a lock held by your code or its caller.
3009  *
3010  *      Your code is running in the context of a work routine.
3011  *
3012  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3013  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3014  * what locks they need, which you have no control over.
3015  *
3016  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3017  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3018  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3019  * cancel_work_sync() instead.
3020  */
3021 void flush_scheduled_work(void)
3022 {
3023         flush_workqueue(system_wq);
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3026
3027 /**
3028  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3029  * @fn:         the function to execute
3030  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3031  *              be available when the work executes)
3032  *
3033  * Executes the function immediately if process context is available,
3034  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3035  *
3036  * Return:      0 - function was executed
3037  *              1 - function was scheduled for execution
3038  */
3039 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3040 {
3041         if (!in_interrupt()) {
3042                 fn(&ew->work);
3043                 return 0;
3044         }
3045
3046         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3047         schedule_work(&ew->work);
3048
3049         return 1;
3050 }
3051 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3052
3053 #ifdef CONFIG_SYSFS
3054 /*
3055  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3056  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3057  * following attributes.
3058  *
3059  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3060  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3061  *
3062  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3063  *
3064  *  id          RO int  : the associated pool ID
3065  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3066  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3067  */
3068 struct wq_device {
3069         struct workqueue_struct         *wq;
3070         struct device                   dev;
3071 };
3072
3073 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3074 {
3075         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3076
3077         return wq_dev->wq;
3078 }
3079
3080 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3081                             char *buf)
3082 {
3083         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3084
3085         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3086 }
3087 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
3088
3089 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
3090                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3091 {
3092         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3093
3094         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3095 }
3096
3097 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
3098                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
3099                                 size_t count)
3100 {
3101         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3102         int val;
3103
3104         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3105                 return -EINVAL;
3106
3107         workqueue_set_max_active(wq, val);
3108         return count;
3109 }
3110 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
3111
3112 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
3113         &dev_attr_per_cpu.attr,
3114         &dev_attr_max_active.attr,
3115         NULL,
3116 };
3117 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
3118
3119 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3120                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3121 {
3122         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3123         const char *delim = "";
3124         int node, written = 0;
3125
3126         rcu_read_lock_sched();
3127         for_each_node(node) {
3128                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3129                                      "%s%d:%d", delim, node,
3130                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3131                 delim = " ";
3132         }
3133         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3134         rcu_read_unlock_sched();
3135
3136         return written;
3137 }
3138
3139 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3140                             char *buf)
3141 {
3142         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3143         int written;
3144
3145         mutex_lock(&wq->mutex);
3146         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3147         mutex_unlock(&wq->mutex);
3148
3149         return written;
3150 }
3151
3152 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3153 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3154 {
3155         struct workqueue_attrs *attrs;
3156
3157         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3158         if (!attrs)
3159                 return NULL;
3160
3161         mutex_lock(&wq->mutex);
3162         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3163         mutex_unlock(&wq->mutex);
3164         return attrs;
3165 }
3166
3167 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3168                              const char *buf, size_t count)
3169 {
3170         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3171         struct workqueue_attrs *attrs;
3172         int ret;
3173
3174         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3175         if (!attrs)
3176                 return -ENOMEM;
3177
3178         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3179             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
3180                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3181         else
3182                 ret = -EINVAL;
3183
3184         free_workqueue_attrs(attrs);
3185         return ret ?: count;
3186 }
3187
3188 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3189                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3190 {
3191         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3192         int written;
3193
3194         mutex_lock(&wq->mutex);
3195         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3196         mutex_unlock(&wq->mutex);
3197
3198         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3199         return written;
3200 }
3201
3202 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3203                                 struct device_attribute *attr,
3204                                 const char *buf, size_t count)
3205 {
3206         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3207         struct workqueue_attrs *attrs;
3208         int ret;
3209
3210         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3211         if (!attrs)
3212                 return -ENOMEM;
3213
3214         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3215         if (!ret)
3216                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3217
3218         free_workqueue_attrs(attrs);
3219         return ret ?: count;
3220 }
3221
3222 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3223                             char *buf)
3224 {
3225         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3226         int written;
3227
3228         mutex_lock(&wq->mutex);
3229         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3230                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3231         mutex_unlock(&wq->mutex);
3232
3233         return written;
3234 }
3235
3236 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3237                              const char *buf, size_t count)
3238 {
3239         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3240         struct workqueue_attrs *attrs;
3241         int v, ret;
3242
3243         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3244         if (!attrs)
3245                 return -ENOMEM;
3246
3247         ret = -EINVAL;
3248         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3249                 attrs->no_numa = !v;
3250                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3251         }
3252
3253         free_workqueue_attrs(attrs);
3254         return ret ?: count;
3255 }
3256
3257 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3258         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3259         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3260         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3261         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3262         __ATTR_NULL,
3263 };
3264
3265 static struct bus_type wq_subsys = {
3266         .name                           = "workqueue",
3267         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
3268 };
3269
3270 static int __init wq_sysfs_init(void)
3271 {
3272         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3273 }
3274 core_initcall(wq_sysfs_init);
3275
3276 static void wq_device_release(struct device *dev)
3277 {
3278         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3279
3280         kfree(wq_dev);
3281 }
3282
3283 /**
3284  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3285  * @wq: the workqueue to register
3286  *
3287  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3288  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3289  * which is the preferred method.
3290  *
3291  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3292  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3293  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3294  * attributes.
3295  *
3296  * Return: 0 on success, -errno on failure.
3297  */
3298 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3299 {
3300         struct wq_device *wq_dev;
3301         int ret;
3302
3303         /*
3304          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3305          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3306          * workqueues.
3307          */
3308         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3309                 return -EINVAL;
3310
3311         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3312         if (!wq_dev)
3313                 return -ENOMEM;
3314
3315         wq_dev->wq = wq;
3316         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3317         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3318         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3319
3320         /*
3321          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3322          * everything is ready.
3323          */
3324         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3325
3326         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3327         if (ret) {
3328                 kfree(wq_dev);
3329                 wq->wq_dev = NULL;
3330                 return ret;
3331         }
3332
3333         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3334                 struct device_attribute *attr;
3335
3336                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3337                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3338                         if (ret) {
3339                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3340                                 wq->wq_dev = NULL;
3341                                 return ret;
3342                         }
3343                 }
3344         }
3345
3346         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3347         return 0;
3348 }
3349
3350 /**
3351  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3352  * @wq: the workqueue to unregister
3353  *
3354  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3355  */
3356 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3357 {
3358         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3359
3360         if (!wq->wq_dev)
3361                 return;
3362
3363         wq->wq_dev = NULL;
3364         device_unregister(&wq_dev->dev);
3365 }
3366 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3367 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3368 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3369
3370 /**
3371  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3372  * @attrs: workqueue_attrs to free
3373  *
3374  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3375  */
3376 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3377 {
3378         if (attrs) {
3379                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3380                 kfree(attrs);
3381         }
3382 }
3383
3384 /**
3385  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3386  * @gfp_mask: allocation mask to use
3387  *
3388  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3389  * return it.
3390  *
3391  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3392  */
3393 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3394 {
3395         struct workqueue_attrs *attrs;
3396
3397         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3398         if (!attrs)
3399                 goto fail;
3400         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3401                 goto fail;
3402
3403         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3404         return attrs;
3405 fail:
3406         free_workqueue_attrs(attrs);
3407         return NULL;
3408 }
3409
3410 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3411                                  const struct workqueue_attrs *from)
3412 {
3413         to->nice = from->nice;
3414         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3415         /*
3416          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3417          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3418          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3419          */
3420         to->no_numa = from->no_numa;
3421 }
3422
3423 /* hash value of the content of @attr */
3424 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3425 {
3426         u32 hash = 0;
3427
3428         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3429         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3430                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3431         return hash;
3432 }
3433
3434 /* content equality test */
3435 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3436                           const struct workqueue_attrs *b)
3437 {
3438         if (a->nice != b->nice)
3439                 return false;
3440         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3441                 return false;
3442         return true;
3443 }
3444
3445 /**
3446  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3447  * @pool: worker_pool to initialize
3448  *
3449  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3450  *
3451  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3452  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3453  * on @pool safely to release it.
3454  */
3455 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3456 {
3457         spin_lock_init(&pool->lock);
3458         pool->id = -1;
3459         pool->cpu = -1;
3460         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3461         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3462         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3463         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3464         hash_init(pool->busy_hash);
3465
3466         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3467         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3468         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3469
3470         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3471                     (unsigned long)pool);
3472
3473         mutex_init(&pool->manager_arb);
3474         mutex_init(&pool->attach_mutex);
3475         INIT_LIST_HEAD(&pool->workers);
3476
3477         ida_init(&pool->worker_ida);
3478         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3479         pool->refcnt = 1;
3480
3481         /* shouldn't fail above this point */
3482         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3483         if (!pool->attrs)
3484                 return -ENOMEM;
3485         return 0;
3486 }
3487
3488 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3489 {
3490         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3491
3492         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3493         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3494         kfree(pool);
3495 }
3496
3497 /**
3498  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3499  * @pool: worker_pool to put
3500  *
3501  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3502  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3503  * and this function should be able to release pools which went through,
3504  * successfully or not, init_worker_pool().
3505  *
3506  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3507  */
3508 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3509 {
3510         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(detach_completion);
3511         struct worker *worker;
3512
3513         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3514
3515         if (--pool->refcnt)
3516                 return;
3517
3518         /* sanity checks */
3519         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3520             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3521                 return;
3522
3523         /* release id and unhash */
3524         if (pool->id >= 0)
3525                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3526         hash_del(&pool->hash_node);
3527
3528         /*
3529          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3530          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3531          * attach_mutex.
3532          */
3533         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3534
3535         spin_lock_irq(&pool->lock);
3536         while ((worker = first_worker(pool)))
3537                 destroy_worker(worker);
3538         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3539         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3540
3541         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
3542         if (!list_empty(&pool->workers))
3543                 pool->detach_completion = &detach_completion;
3544         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
3545
3546         if (pool->detach_completion)
3547                 wait_for_completion(pool->detach_completion);
3548
3549         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3550
3551         /* shut down the timers */
3552         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3553         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3554
3555         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3556         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3557 }
3558
3559 /**
3560  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3561  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3562  *
3563  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3564  * reference count and return it.  If there already is a matching
3565  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3566  * create a new one.
3567  *
3568  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3569  *
3570  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3571  * On failure, %NULL.
3572  */
3573 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3574 {
3575         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3576         struct worker_pool *pool;
3577         int node;
3578
3579         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3580
3581         /* do we already have a matching pool? */
3582         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3583                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3584                         pool->refcnt++;
3585                         goto out_unlock;
3586                 }
3587         }
3588
3589         /* nope, create a new one */
3590         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3591         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3592                 goto fail;
3593
3594         if (workqueue_freezing)
3595                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3596
3597         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3598         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3599
3600         /*
3601          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3602          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3603          */
3604         pool->attrs->no_numa = false;
3605
3606         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3607         if (wq_numa_enabled) {
3608                 for_each_node(node) {
3609                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3610                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3611                                 pool->node = node;
3612                                 break;
3613                         }
3614                 }
3615         }
3616
3617         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3618                 goto fail;
3619
3620         /* create and start the initial worker */
3621         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3622                 goto fail;
3623
3624         /* install */
3625         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3626 out_unlock:
3627         return pool;
3628 fail:
3629         if (pool)
3630                 put_unbound_pool(pool);
3631         return NULL;
3632 }
3633
3634 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3635 {
3636         kmem_cache_free(pwq_cache,
3637                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3642  * and needs to be destroyed.
3643  */
3644 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3645 {
3646         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3647                                                   unbound_release_work);
3648         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3649         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3650         bool is_last;
3651
3652         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3653                 return;
3654
3655         /*
3656          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3657          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3658          * and consistent with the linking path.
3659          */
3660         mutex_lock(&wq->mutex);
3661         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3662         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3663         mutex_unlock(&wq->mutex);
3664
3665         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3666         put_unbound_pool(pool);
3667         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3668
3669         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3670
3671         /*
3672          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3673          * is gonna access it anymore.  Free it.
3674          */
3675         if (is_last) {
3676                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3677                 kfree(wq);
3678         }
3679 }
3680
3681 /**
3682  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3683  * @pwq: target pool_workqueue
3684  *
3685  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3686  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3687  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3688  */
3689 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3690 {
3691         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3692         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3693
3694         /* for @wq->saved_max_active */
3695         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3696
3697         /* fast exit for non-freezable wqs */
3698         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3699                 return;
3700
3701         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3702
3703         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3704                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3705
3706                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3707                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3708                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3709
3710                 /*
3711                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3712                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3713                  */
3714                 wake_up_worker(pwq->pool);
3715         } else {
3716                 pwq->max_active = 0;
3717         }
3718
3719         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3720 }
3721
3722 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3723 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3724                      struct worker_pool *pool)
3725 {
3726         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3727
3728         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3729
3730         pwq->pool = pool;
3731         pwq->wq = wq;
3732         pwq->flush_color = -1;
3733         pwq->refcnt = 1;
3734         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3735         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3736         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3737         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3738 }
3739
3740 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3741 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3742 {
3743         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3744
3745         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3746
3747         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3748         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3749                 return;
3750
3751         /*
3752          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3753          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3754          */
3755         pwq->work_color = wq->work_color;
3756
3757         /* sync max_active to the current setting */
3758         pwq_adjust_max_active(pwq);
3759
3760         /* link in @pwq */
3761         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3762 }
3763
3764 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3765 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3766                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3767 {
3768         struct worker_pool *pool;
3769         struct pool_workqueue *pwq;
3770
3771         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3772
3773         pool = get_unbound_pool(attrs);
3774         if (!pool)
3775                 return NULL;
3776
3777         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3778         if (!pwq) {
3779                 put_unbound_pool(pool);
3780                 return NULL;
3781         }
3782
3783         init_pwq(pwq, wq, pool);
3784         return pwq;
3785 }
3786
3787 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3788 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3789 {
3790         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3791
3792         if (pwq) {
3793                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3794                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3795         }
3796 }
3797
3798 /**
3799  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3800  * @attrs: the wq_attrs of interest
3801  * @node: the target NUMA node
3802  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3803  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3804  *
3805  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3806  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3807  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3808  *
3809  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3810  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3811  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3812  * @attrs->cpumask.
3813  *
3814  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3815  * stable.
3816  *
3817  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3818  * %false if equal.
3819  */
3820 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3821                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3822 {
3823         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3824                 goto use_dfl;
3825
3826         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3827         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3828         if (cpu_going_down >= 0)
3829                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3830
3831         if (cpumask_empty(cpumask))
3832                 goto use_dfl;
3833
3834         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3835         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3836         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3837
3838 use_dfl:
3839         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3840         return false;
3841 }
3842
3843 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3844 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3845                                                    int node,
3846                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3847 {
3848         struct pool_workqueue *old_pwq;
3849
3850         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3851
3852         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3853         link_pwq(pwq);
3854
3855         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3856         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3857         return old_pwq;
3858 }
3859
3860 /**
3861  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3862  * @wq: the target workqueue
3863  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3864  *
3865  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3866  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3867  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3868  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3869  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3870  * back-to-back will stay on its current pwq.
3871  *
3872  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3873  *
3874  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3875  */
3876 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3877                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3878 {
3879         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3880         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3881         int node, ret;
3882
3883         /* only unbound workqueues can change attributes */
3884         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3885                 return -EINVAL;
3886
3887         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3888         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3889                 return -EINVAL;
3890
3891         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3892         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3893         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3894         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3895                 goto enomem;
3896
3897         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3898         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3899         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3900
3901         /*
3902          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3903          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3904          * pools.
3905          */
3906         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3907
3908         /*
3909          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3910          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3911          * pwqs accordingly.
3912          */
3913         get_online_cpus();
3914
3915         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3916
3917         /*
3918          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3919          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3920          * it even if we don't use it immediately.
3921          */
3922         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3923         if (!dfl_pwq)
3924                 goto enomem_pwq;
3925
3926         for_each_node(node) {
3927                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3928                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3929                         if (!pwq_tbl[node])
3930                                 goto enomem_pwq;
3931                 } else {
3932                         dfl_pwq->refcnt++;
3933                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3934                 }
3935         }
3936
3937         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3938
3939         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3940         mutex_lock(&wq->mutex);
3941
3942         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3943
3944         /* save the previous pwq and install the new one */
3945         for_each_node(node)
3946                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3947
3948         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3949         link_pwq(dfl_pwq);
3950         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3951
3952         mutex_unlock(&wq->mutex);
3953
3954         /* put the old pwqs */
3955         for_each_node(node)
3956                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3957         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3958
3959         put_online_cpus();
3960         ret = 0;
3961         /* fall through */
3962 out_free:
3963         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3964         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3965         kfree(pwq_tbl);
3966         return ret;
3967
3968 enomem_pwq:
3969         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
3970         for_each_node(node)
3971                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
3972                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
3973         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3974         put_online_cpus();
3975 enomem:
3976         ret = -ENOMEM;
3977         goto out_free;
3978 }
3979
3980 /**
3981  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3982  * @wq: the target workqueue
3983  * @cpu: the CPU coming up or going down
3984  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3985  *
3986  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3987  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3988  * @wq accordingly.
3989  *
3990  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3991  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3992  * correct.
3993  *
3994  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3995  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
3996  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
3997  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
3998  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
3999  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4000  * CPU_DOWN_PREPARE.
4001  */
4002 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4003                                    bool online)
4004 {
4005         int node = cpu_to_node(cpu);
4006         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4007         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4008         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4009         cpumask_t *cpumask;
4010
4011         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4012
4013         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4014                 return;
4015
4016         /*
4017          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4018          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4019          * CPU hotplug exclusion.
4020          */
4021         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4022         cpumask = target_attrs->cpumask;
4023
4024         mutex_lock(&wq->mutex);
4025         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4026                 goto out_unlock;
4027
4028         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4029         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4030
4031         /*
4032          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4033          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4034          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4035          * wq's, the default pwq should be used.
4036          */
4037         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4038                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4039                         goto out_unlock;
4040         } else {
4041                 goto use_dfl_pwq;
4042         }
4043
4044         mutex_unlock(&wq->mutex);
4045
4046         /* create a new pwq */
4047         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4048         if (!pwq) {
4049                 pr_warn("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4050                         wq->name);
4051                 mutex_lock(&wq->mutex);
4052                 goto use_dfl_pwq;
4053         }
4054
4055         /*
4056          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4057          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4058          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4059          * inbetween.
4060          */
4061         mutex_lock(&wq->mutex);
4062         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4063         goto out_unlock;
4064
4065 use_dfl_pwq:
4066         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4067         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4068         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4069         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4070 out_unlock:
4071         mutex_unlock(&wq->mutex);
4072         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4073 }
4074
4075 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4076 {
4077         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4078         int cpu, ret;
4079
4080         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4081                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4082                 if (!wq->cpu_pwqs)
4083                         return -ENOMEM;
4084
4085                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4086                         struct pool_workqueue *pwq =
4087                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4088                         struct worker_pool *cpu_pools =
4089                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4090
4091                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4092
4093                         mutex_lock(&wq->mutex);
4094                         link_pwq(pwq);
4095                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4096                 }
4097                 return 0;
4098         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4099                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4100                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4101                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4102                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4103                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4104                 return ret;
4105         } else {
4106                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4107         }
4108 }
4109
4110 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4111                                const char *name)
4112 {
4113         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4114
4115         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4116                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4117                         max_active, name, 1, lim);
4118
4119         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4120 }
4121
4122 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4123                                                unsigned int flags,
4124                                                int max_active,
4125                                                struct lock_class_key *key,
4126                                                const char *lock_name, ...)
4127 {
4128         size_t tbl_size = 0;
4129         va_list args;
4130         struct workqueue_struct *wq;
4131         struct pool_workqueue *pwq;
4132
4133         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4134         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4135                 flags |= WQ_UNBOUND;
4136
4137         /* allocate wq and format name */
4138         if (flags & WQ_UNBOUND)
4139                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4140
4141         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4142         if (!wq)
4143                 return NULL;
4144
4145         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4146                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4147                 if (!wq->unbound_attrs)
4148                         goto err_free_wq;
4149         }
4150
4151         va_start(args, lock_name);
4152         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4153         va_end(args);
4154
4155         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4156         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4157
4158         /* init wq */
4159         wq->flags = flags;
4160         wq->saved_max_active = max_active;
4161         mutex_init(&wq->mutex);
4162         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4163         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4164         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4165         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4166         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4167
4168         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4169         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4170
4171         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4172                 goto err_free_wq;
4173
4174         /*
4175          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4176          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4177          */
4178         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4179                 struct worker *rescuer;
4180
4181                 rescuer = alloc_worker();
4182                 if (!rescuer)
4183                         goto err_destroy;
4184
4185                 rescuer->rescue_wq = wq;
4186                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4187                                                wq->name);
4188                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4189                         kfree(rescuer);
4190                         goto err_destroy;
4191                 }
4192
4193                 wq->rescuer = rescuer;
4194                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4195                 wake_up_process(rescuer->task);
4196         }
4197
4198         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4199                 goto err_destroy;
4200
4201         /*
4202          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4203          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4204          * list.
4205          */
4206         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4207
4208         mutex_lock(&wq->mutex);
4209         for_each_pwq(pwq, wq)
4210                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4211         mutex_unlock(&wq->mutex);
4212
4213         list_add(&wq->list, &workqueues);
4214
4215         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4216
4217         return wq;
4218
4219 err_free_wq:
4220         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4221         kfree(wq);
4222         return NULL;
4223 err_destroy:
4224         destroy_workqueue(wq);
4225         return NULL;
4226 }
4227 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4228
4229 /**
4230  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4231  * @wq: target workqueue
4232  *
4233  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4234  */
4235 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4236 {
4237         struct pool_workqueue *pwq;
4238         int node;
4239
4240         /* drain it before proceeding with destruction */
4241         drain_workqueue(wq);
4242
4243         /* sanity checks */
4244         mutex_lock(&wq->mutex);
4245         for_each_pwq(pwq, wq) {
4246                 int i;
4247
4248                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4249                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4250                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4251                                 return;
4252                         }
4253                 }
4254
4255                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4256                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4257                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4258                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4259                         return;
4260                 }
4261         }
4262         mutex_unlock(&wq->mutex);
4263
4264         /*
4265          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4266          * flushing is complete in case freeze races us.
4267          */
4268         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4269         list_del_init(&wq->list);
4270         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4271
4272         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4273
4274         if (wq->rescuer) {
4275                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4276                 kfree(wq->rescuer);
4277                 wq->rescuer = NULL;
4278         }
4279
4280         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4281                 /*
4282                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4283                  * free the pwqs and wq.
4284                  */
4285                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4286                 kfree(wq);
4287         } else {
4288                 /*
4289                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4290                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4291                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4292                  */
4293                 for_each_node(node) {
4294                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4295                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4296                         put_pwq_unlocked(pwq);
4297                 }
4298
4299                 /*
4300                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4301                  * put.  Don't access it afterwards.
4302                  */
4303                 pwq = wq->dfl_pwq;
4304                 wq->dfl_pwq = NULL;
4305                 put_pwq_unlocked(pwq);
4306         }
4307 }
4308 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4309
4310 /**
4311  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4312  * @wq: target workqueue
4313  * @max_active: new max_active value.
4314  *
4315  * Set max_active of @wq to @max_active.
4316  *
4317  * CONTEXT:
4318  * Don't call from IRQ context.
4319  */
4320 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4321 {
4322         struct pool_workqueue *pwq;
4323
4324         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4325         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4326                 return;
4327
4328         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4329
4330         mutex_lock(&wq->mutex);
4331
4332         wq->saved_max_active = max_active;
4333
4334         for_each_pwq(pwq, wq)
4335                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4336
4337         mutex_unlock(&wq->mutex);
4338 }
4339 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4340
4341 /**
4342  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4343  *
4344  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4345  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4346  *
4347  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4348  */
4349 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4350 {
4351         struct worker *worker = current_wq_worker();
4352
4353         return worker && worker->rescue_wq;
4354 }
4355
4356 /**
4357  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4358  * @cpu: CPU in question
4359  * @wq: target workqueue
4360  *
4361  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4362  * no synchronization around this function and the test result is
4363  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4364  *
4365  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4366  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4367  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4368  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4369  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4370  *
4371  * Return:
4372  * %true if congested, %false otherwise.
4373  */
4374 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4375 {
4376         struct pool_workqueue *pwq;
4377         bool ret;
4378
4379         rcu_read_lock_sched();
4380
4381         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4382                 cpu = smp_processor_id();
4383
4384         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4385                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4386         else
4387                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4388
4389         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4390         rcu_read_unlock_sched();
4391
4392         return ret;
4393 }
4394 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4395
4396 /**
4397  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4398  * @work: the work to be tested
4399  *
4400  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4401  * synchronization around this function and the test result is
4402  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4403  *
4404  * Return:
4405  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4406  */
4407 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4408 {
4409         struct worker_pool *pool;
4410         unsigned long flags;
4411         unsigned int ret = 0;
4412
4413         if (work_pending(work))
4414                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4415
4416         local_irq_save(flags);
4417         pool = get_work_pool(work);
4418         if (pool) {
4419                 spin_lock(&pool->lock);
4420                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4421                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4422                 spin_unlock(&pool->lock);
4423         }
4424         local_irq_restore(flags);
4425
4426         return ret;
4427 }
4428 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4429
4430 /**
4431  * set_worker_desc - set description for the current work item
4432  * @fmt: printf-style format string
4433  * @...: arguments for the format string
4434  *
4435  * This function can be called by a running work function to describe what
4436  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4437  * information will be printed out together to help debugging.  The
4438  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4439  */
4440 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4441 {
4442         struct worker *worker = current_wq_worker();
4443         va_list args;
4444
4445         if (worker) {
4446                 va_start(args, fmt);
4447                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4448                 va_end(args);
4449                 worker->desc_valid = true;
4450         }
4451 }
4452
4453 /**
4454  * print_worker_info - print out worker information and description
4455  * @log_lvl: the log level to use when printing
4456  * @task: target task
4457  *
4458  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4459  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4460  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4461  *
4462  * This function can be safely called on any task as long as the
4463  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4464  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4465  */
4466 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4467 {
4468         work_func_t *fn = NULL;
4469         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4470         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4471         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4472         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4473         bool desc_valid = false;
4474         struct worker *worker;
4475
4476         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4477                 return;
4478
4479         /*
4480          * This function is called without any synchronization and @task
4481          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4482          */
4483         worker = probe_kthread_data(task);
4484
4485         /*
4486          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4487          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4488          */
4489         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4490         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4491         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4492         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4493
4494         /* copy worker description */
4495         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4496         if (desc_valid)
4497                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4498
4499         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4500                 pr_info("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4501                 if (desc[0])
4502                         pr_cont(" (%s)", desc);
4503                 pr_cont("\n");
4504         }
4505 }
4506
4507 /*
4508  * CPU hotplug.
4509  *
4510  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4511  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4512  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4513  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4514  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4515  * blocked draining impractical.
4516  *
4517  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4518  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4519  * cpu comes back online.
4520  */
4521
4522 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4523 {
4524         int cpu = smp_processor_id();
4525         struct worker_pool *pool;
4526         struct worker *worker;
4527
4528         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4529                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4530
4531                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4532                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4533
4534                 /*
4535                  * We've blocked all attach/detach operations. Make all workers
4536                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4537                  * except for the ones which are still executing works from
4538                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4539                  * this, they may become diasporas.
4540                  */
4541                 for_each_pool_worker(worker, pool)
4542                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4543
4544                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4545
4546                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4547                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4548
4549                 /*
4550                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4551                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4552                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4553                  * from other cpus.
4554                  */
4555                 schedule();
4556
4557                 /*
4558                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4559                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4560                  * and keep_working() are always true as long as the
4561                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4562                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4563                  * are served by workers tied to the pool.
4564                  */
4565                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4566
4567                 /*
4568                  * With concurrency management just turned off, a busy
4569                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4570                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4571                  */
4572                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4573                 wake_up_worker(pool);
4574                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4575         }
4576 }
4577
4578 /**
4579  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4580  * @pool: pool of interest
4581  *
4582  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4583  */
4584 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4585 {
4586         struct worker *worker;
4587
4588         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4589
4590         /*
4591          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4592          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4593          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4594          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4595          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4596          */
4597         for_each_pool_worker(worker, pool)
4598                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4599                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4600
4601         spin_lock_irq(&pool->lock);
4602
4603         for_each_pool_worker(worker, pool) {
4604                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4605
4606                 /*
4607                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4608                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4609                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4610                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4611                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4612                  * be bound before @pool->lock is released.
4613                  */
4614                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4615                         wake_up_process(worker->task);
4616
4617                 /*
4618                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4619                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4620                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4621                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4622                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4623                  * concurrency management.  Note that when or whether
4624                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4625                  *
4626                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4627                  * tested without holding any lock in
4628                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4629                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4630                  * management operations.
4631                  */
4632                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4633                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4634                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4635                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4636         }
4637
4638         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4639 }
4640
4641 /**
4642  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4643  * @pool: unbound pool of interest
4644  * @cpu: the CPU which is coming up
4645  *
4646  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4647  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4648  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4649  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4650  */
4651 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4652 {
4653         static cpumask_t cpumask;
4654         struct worker *worker;
4655
4656         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4657
4658         /* is @cpu allowed for @pool? */
4659         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4660                 return;
4661
4662         /* is @cpu the only online CPU? */
4663         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4664         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4665                 return;
4666
4667         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4668         for_each_pool_worker(worker, pool)
4669                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4670                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4671 }
4672
4673 /*
4674  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4675  * This will be registered high priority CPU notifier.
4676  */
4677 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4678                                                unsigned long action,
4679                                                void *hcpu)
4680 {
4681         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4682         struct worker_pool *pool;
4683         struct workqueue_struct *wq;
4684         int pi;
4685
4686         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4687         case CPU_UP_PREPARE:
4688                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4689                         if (pool->nr_workers)
4690                                 continue;
4691                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4692                                 return NOTIFY_BAD;
4693                 }
4694                 break;
4695
4696         case CPU_DOWN_FAILED:
4697         case CPU_ONLINE:
4698                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4699
4700                 for_each_pool(pool, pi) {
4701                         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4702
4703                         if (pool->cpu == cpu) {
4704                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4705                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4706                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4707
4708                                 rebind_workers(pool);
4709                         } else if (pool->cpu < 0) {
4710                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4711                         }
4712
4713                         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4714                 }
4715
4716                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4717                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4718                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4719
4720                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4721                 break;
4722         }
4723         return NOTIFY_OK;
4724 }
4725
4726 /*
4727  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4728  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4729  */
4730 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4731                                                  unsigned long action,
4732                                                  void *hcpu)
4733 {
4734         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4735         struct work_struct unbind_work;
4736         struct workqueue_struct *wq;
4737
4738         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4739         case CPU_DOWN_PREPARE:
4740                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4741                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4742                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4743
4744                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4745                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4746                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4747                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4748                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4749
4750                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4751                 flush_work(&unbind_work);
4752                 destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4753                 break;
4754         }
4755         return NOTIFY_OK;
4756 }
4757
4758 #ifdef CONFIG_SMP
4759
4760 struct work_for_cpu {
4761         struct work_struct work;
4762         long (*fn)(void *);
4763         void *arg;
4764         long ret;
4765 };
4766
4767 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4768 {
4769         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4770
4771         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4772 }
4773
4774 /**
4775  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4776  * @cpu: the cpu to run on
4777  * @fn: the function to run
4778  * @arg: the function arg
4779  *
4780  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4781  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4782  *
4783  * Return: The value @fn returns.
4784  */
4785 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4786 {
4787         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4788
4789         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4790         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4791         flush_work(&wfc.work);
4792         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4793         return wfc.ret;
4794 }
4795 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4796 #endif /* CONFIG_SMP */
4797
4798 #ifdef CONFIG_FREEZER
4799
4800 /**
4801  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4802  *
4803  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4804  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4805  * pool->worklist.
4806  *
4807  * CONTEXT:
4808  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4809  */
4810 void freeze_workqueues_begin(void)
4811 {
4812         struct worker_pool *pool;
4813         struct workqueue_struct *wq;
4814         struct pool_workqueue *pwq;
4815         int pi;
4816
4817         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4818
4819         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4820         workqueue_freezing = true;
4821
4822         /* set FREEZING */
4823         for_each_pool(pool, pi) {
4824                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4825                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4826                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4827                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4828         }
4829
4830         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4831                 mutex_lock(&wq->mutex);
4832                 for_each_pwq(pwq, wq)
4833                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4834                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4835         }
4836
4837         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4838 }
4839
4840 /**
4841  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4842  *
4843  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4844  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4845  *
4846  * CONTEXT:
4847  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4848  *
4849  * Return:
4850  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4851  * is complete.
4852  */
4853 bool freeze_workqueues_busy(void)
4854 {
4855         bool busy = false;
4856         struct workqueue_struct *wq;
4857         struct pool_workqueue *pwq;
4858
4859         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4860
4861         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4862
4863         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4864                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4865                         continue;
4866                 /*
4867                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4868                  * to peek without lock.
4869                  */
4870                 rcu_read_lock_sched();
4871                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4872                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4873                         if (pwq->nr_active) {
4874                                 busy = true;
4875                                 rcu_read_unlock_sched();
4876                                 goto out_unlock;
4877                         }
4878                 }
4879                 rcu_read_unlock_sched();
4880         }
4881 out_unlock:
4882         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4883         return busy;
4884 }
4885
4886 /**
4887  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4888  *
4889  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4890  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4891  *
4892  * CONTEXT:
4893  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4894  */
4895 void thaw_workqueues(void)
4896 {
4897         struct workqueue_struct *wq;
4898         struct pool_workqueue *pwq;
4899         struct worker_pool *pool;
4900         int pi;
4901
4902         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4903
4904         if (!workqueue_freezing)
4905                 goto out_unlock;
4906
4907         /* clear FREEZING */
4908         for_each_pool(pool, pi) {
4909                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4910                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4911                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4912                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4913         }
4914
4915         /* restore max_active and repopulate worklist */
4916         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4917                 mutex_lock(&wq->mutex);
4918                 for_each_pwq(pwq, wq)
4919                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4920                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4921         }
4922
4923         workqueue_freezing = false;
4924 out_unlock:
4925         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4926 }
4927 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4928
4929 static void __init wq_numa_init(void)
4930 {
4931         cpumask_var_t *tbl;
4932         int node, cpu;
4933
4934         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4935         for_each_node(node)
4936                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4937
4938         if (num_possible_nodes() <= 1)
4939                 return;
4940
4941         if (wq_disable_numa) {
4942                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4943                 return;
4944         }
4945
4946         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4947         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4948
4949         /*
4950          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4951          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4952          * fully initialized by now.
4953          */
4954         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
4955         BUG_ON(!tbl);
4956
4957         for_each_node(node)
4958                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
4959                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
4960
4961         for_each_possible_cpu(cpu) {
4962                 node = cpu_to_node(cpu);
4963                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
4964                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
4965                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
4966                         return;
4967                 }
4968                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
4969         }
4970
4971         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
4972         wq_numa_enabled = true;
4973 }
4974
4975 static int __init init_workqueues(void)
4976 {
4977         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
4978         int i, cpu;
4979
4980         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
4981
4982         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
4983
4984         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
4985         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
4986
4987         wq_numa_init();
4988
4989         /* initialize CPU pools */
4990         for_each_possible_cpu(cpu) {
4991                 struct worker_pool *pool;
4992
4993                 i = 0;
4994                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4995                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
4996                         pool->cpu = cpu;
4997                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
4998                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
4999                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5000
5001                         /* alloc pool ID */
5002                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5003                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5004                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5005                 }
5006         }
5007
5008         /* create the initial worker */
5009         for_each_online_cpu(cpu) {
5010                 struct worker_pool *pool;
5011
5012                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5013                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5014                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5015                 }
5016         }
5017
5018         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5019         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5020                 struct workqueue_attrs *attrs;
5021
5022                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5023                 attrs->nice = std_nice[i];
5024                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5025
5026                 /*
5027                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5028                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5029                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5030                  */
5031                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5032                 attrs->nice = std_nice[i];
5033                 attrs->no_numa = true;
5034                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5035         }
5036
5037         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5038         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5039         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5040         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5041                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5042         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5043                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5044         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5045                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5046         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5047                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5048                                               0);
5049         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5050                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5051                !system_power_efficient_wq ||
5052                !system_freezable_power_efficient_wq);
5053         return 0;
5054 }
5055 early_initcall(init_workqueues);