Merge remote-tracking branch 'lsk/v3.10/topic/arm64-hmp' into linux-linaro-lsk
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/jhash.h>
45 #include <linux/hashtable.h>
46 #include <linux/rculist.h>
47 #include <linux/nodemask.h>
48 #include <linux/moduleparam.h>
49 #include <linux/uaccess.h>
50
51 #include "workqueue_internal.h"
52
53 enum {
54         /*
55          * worker_pool flags
56          *
57          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
58          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
59          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
60          * is in effect.
61          *
62          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
63          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
64          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
65          *
66          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
67          * manager_mutex to avoid changing binding state while
68          * create_worker() is in progress.
69          */
70         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
73
74         /* worker flags */
75         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
76         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
77         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
78         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
79         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
80         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
81         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
82
83         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
84                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
85
86         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
87
88         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
89         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
90
91         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
92         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
93
94         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
95                                                 /* call for help after 10ms
96                                                    (min two ticks) */
97         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
98         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
99
100         /*
101          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
102          * all cpus.  Give -20.
103          */
104         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
105         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
106
107         WQ_NAME_LEN             = 24,
108 };
109
110 /*
111  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
112  *
113  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
114  *    everyone else.
115  *
116  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
117  *    only be modified and accessed from the local cpu.
118  *
119  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
120  *
121  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
122  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
123  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
124  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
125  *
126  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
127  *     locks.  Reads can happen under either lock.
128  *
129  * PL: wq_pool_mutex protected.
130  *
131  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
132  *
133  * WQ: wq->mutex protected.
134  *
135  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
136  *
137  * MD: wq_mayday_lock protected.
138  */
139
140 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
141
142 struct worker_pool {
143         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
144         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
145         int                     node;           /* I: the associated node ID */
146         int                     id;             /* I: pool ID */
147         unsigned int            flags;          /* X: flags */
148
149         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
150         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
151
152         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
153         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
154
155         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
156         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
157         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
158
159         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
160         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
161                                                 /* L: hash of busy workers */
162
163         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
164         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
165         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
166         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
167
168         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
169         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
170         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
171
172         /*
173          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
174          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
175          * cacheline.
176          */
177         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
178
179         /*
180          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
181          * from get_work_pool().
182          */
183         struct rcu_head         rcu;
184 } ____cacheline_aligned_in_smp;
185
186 /*
187  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
188  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
189  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
190  * number of flag bits.
191  */
192 struct pool_workqueue {
193         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
194         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
195         int                     work_color;     /* L: current color */
196         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
197         int                     refcnt;         /* L: reference count */
198         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
199                                                 /* L: nr of in_flight works */
200         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
201         int                     max_active;     /* L: max active works */
202         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
203         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
204         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
205
206         /*
207          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
208          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
209          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
210          * determined without grabbing wq->mutex.
211          */
212         struct work_struct      unbound_release_work;
213         struct rcu_head         rcu;
214 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
215
216 /*
217  * Structure used to wait for workqueue flush.
218  */
219 struct wq_flusher {
220         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
221         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
222         struct completion       done;           /* flush completion */
223 };
224
225 struct wq_device;
226
227 /*
228  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
229  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
230  */
231 struct workqueue_struct {
232         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
233         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
234
235         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
236         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
237         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
238         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
239         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
240         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
241         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
242
243         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
244         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
245
246         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
247         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
248
249         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
250         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
251
252 #ifdef CONFIG_SYSFS
253         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
254 #endif
255 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
256         struct lockdep_map      lockdep_map;
257 #endif
258         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
259
260         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
261         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
262         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
263         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
264 };
265
266 static struct kmem_cache *pwq_cache;
267
268 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
269 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
270                                         /* possible CPUs of each node */
271
272 static bool wq_disable_numa;
273 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
274
275 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
276 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
277 static bool wq_power_efficient = true;
278 #else
279 static bool wq_power_efficient;
280 #endif
281
282 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
283
284 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
285
286 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
287 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
288
289 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
290 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
291
292 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
293 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
294
295 /* the per-cpu worker pools */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
297                                      cpu_worker_pools);
298
299 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
300
301 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
302 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
303
304 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
305 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
306
307 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
308 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
309
310 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
311 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
312 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
313 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
314 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
315 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
316 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
317 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
318 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
319 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
320 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
322 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
324
325 static int worker_thread(void *__worker);
326 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
327                                  const struct workqueue_attrs *from);
328
329 #define CREATE_TRACE_POINTS
330 #include <trace/events/workqueue.h>
331
332 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
333         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
334                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
335                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
336
337 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
338         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
339                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
340                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
341
342 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
343 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
344         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
345                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
346                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
347                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
348 #else
349 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
350 #endif
351
352 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
353         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
354              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
355              (pool)++)
356
357 /**
358  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
359  * @pool: iteration cursor
360  * @pi: integer used for iteration
361  *
362  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
363  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
364  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
365  *
366  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
367  * ignored.
368  */
369 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
370         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
371                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
372                 else
373
374 /**
375  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
376  * @worker: iteration cursor
377  * @wi: integer used for iteration
378  * @pool: worker_pool to iterate workers of
379  *
380  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
381  *
382  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
383  * ignored.
384  */
385 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
386         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
387                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
388                 else
389
390 /**
391  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
392  * @pwq: iteration cursor
393  * @wq: the target workqueue
394  *
395  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
396  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
397  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
398  *
399  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
400  * ignored.
401  */
402 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
403         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
404                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
405                 else
406
407 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
408
409 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
410
411 static void *work_debug_hint(void *addr)
412 {
413         return ((struct work_struct *) addr)->func;
414 }
415
416 /*
417  * fixup_init is called when:
418  * - an active object is initialized
419  */
420 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
421 {
422         struct work_struct *work = addr;
423
424         switch (state) {
425         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
426                 cancel_work_sync(work);
427                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
428                 return 1;
429         default:
430                 return 0;
431         }
432 }
433
434 /*
435  * fixup_activate is called when:
436  * - an active object is activated
437  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
438  */
439 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
440 {
441         struct work_struct *work = addr;
442
443         switch (state) {
444
445         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
446                 /*
447                  * This is not really a fixup. The work struct was
448                  * statically initialized. We just make sure that it
449                  * is tracked in the object tracker.
450                  */
451                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
452                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
453                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
454                         return 0;
455                 }
456                 WARN_ON_ONCE(1);
457                 return 0;
458
459         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
460                 WARN_ON(1);
461
462         default:
463                 return 0;
464         }
465 }
466
467 /*
468  * fixup_free is called when:
469  * - an active object is freed
470  */
471 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
472 {
473         struct work_struct *work = addr;
474
475         switch (state) {
476         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
477                 cancel_work_sync(work);
478                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
479                 return 1;
480         default:
481                 return 0;
482         }
483 }
484
485 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
486         .name           = "work_struct",
487         .debug_hint     = work_debug_hint,
488         .fixup_init     = work_fixup_init,
489         .fixup_activate = work_fixup_activate,
490         .fixup_free     = work_fixup_free,
491 };
492
493 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
494 {
495         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
496 }
497
498 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
499 {
500         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
501 }
502
503 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
504 {
505         if (onstack)
506                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
507         else
508                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
509 }
510 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
511
512 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
513 {
514         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
515 }
516 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
517
518 #else
519 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
520 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
521 #endif
522
523 /* allocate ID and assign it to @pool */
524 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
525 {
526         int ret;
527
528         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
529
530         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, 0, GFP_KERNEL);
531         if (ret >= 0) {
532                 pool->id = ret;
533                 return 0;
534         }
535         return ret;
536 }
537
538 /**
539  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
540  * @wq: the target workqueue
541  * @node: the node ID
542  *
543  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
544  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
545  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
546  */
547 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
548                                                   int node)
549 {
550         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
551         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
552 }
553
554 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
555 {
556         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
557 }
558
559 static int get_work_color(struct work_struct *work)
560 {
561         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
562                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
563 }
564
565 static int work_next_color(int color)
566 {
567         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
568 }
569
570 /*
571  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
572  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
573  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
574  *
575  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
576  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
577  * work->data.  These functions should only be called while the work is
578  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
579  *
580  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
581  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
582  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
583  * available only while the work item is queued.
584  *
585  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
586  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
587  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
588  * try to steal the PENDING bit.
589  */
590 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
591                                  unsigned long flags)
592 {
593         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
594         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
595 }
596
597 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
598                          unsigned long extra_flags)
599 {
600         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
601                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
602 }
603
604 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
605                                            int pool_id)
606 {
607         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
608                       WORK_STRUCT_PENDING);
609 }
610
611 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
612                                             int pool_id)
613 {
614         /*
615          * The following wmb is paired with the implied mb in
616          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
617          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
618          * owner.
619          */
620         smp_wmb();
621         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
622 }
623
624 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
625 {
626         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
627         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
628 }
629
630 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
631 {
632         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
633
634         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
635                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
636         else
637                 return NULL;
638 }
639
640 /**
641  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
642  * @work: the work item of interest
643  *
644  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
645  *
646  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
647  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
648  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
649  *
650  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
651  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
652  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
653  * returned pool is and stays online.
654  */
655 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
656 {
657         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
658         int pool_id;
659
660         assert_rcu_or_pool_mutex();
661
662         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
663                 return ((struct pool_workqueue *)
664                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
665
666         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
667         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
668                 return NULL;
669
670         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
671 }
672
673 /**
674  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
675  * @work: the work item of interest
676  *
677  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
678  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
679  */
680 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
681 {
682         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
683
684         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
685                 return ((struct pool_workqueue *)
686                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
687
688         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
689 }
690
691 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
692 {
693         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
694
695         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
696         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
697 }
698
699 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
700 {
701         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
702
703         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
704 }
705
706 /*
707  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
708  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
709  * they're being called with pool->lock held.
710  */
711
712 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
713 {
714         return !atomic_read(&pool->nr_running);
715 }
716
717 /*
718  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
719  * running workers.
720  *
721  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
722  * function will always return %true for unbound pools as long as the
723  * worklist isn't empty.
724  */
725 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
726 {
727         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
728 }
729
730 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
731 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
732 {
733         return pool->nr_idle;
734 }
735
736 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
737 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
738 {
739         return !list_empty(&pool->worklist) &&
740                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
741 }
742
743 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
744 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
745 {
746         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
747 }
748
749 /* Do I need to be the manager? */
750 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
751 {
752         return need_to_create_worker(pool) ||
753                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
754 }
755
756 /* Do we have too many workers and should some go away? */
757 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
758 {
759         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
760         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
761         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
762
763         /*
764          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
765          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
766          */
767         if (list_empty(&pool->idle_list))
768                 return false;
769
770         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
771 }
772
773 /*
774  * Wake up functions.
775  */
776
777 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
778 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
779 {
780         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
781                 return NULL;
782
783         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
784 }
785
786 /**
787  * wake_up_worker - wake up an idle worker
788  * @pool: worker pool to wake worker from
789  *
790  * Wake up the first idle worker of @pool.
791  *
792  * CONTEXT:
793  * spin_lock_irq(pool->lock).
794  */
795 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
796 {
797         struct worker *worker = first_worker(pool);
798
799         if (likely(worker))
800                 wake_up_process(worker->task);
801 }
802
803 /**
804  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
805  * @task: task waking up
806  * @cpu: CPU @task is waking up to
807  *
808  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
809  * being awoken.
810  *
811  * CONTEXT:
812  * spin_lock_irq(rq->lock)
813  */
814 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
815 {
816         struct worker *worker = kthread_data(task);
817
818         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
819                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
820                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
821         }
822 }
823
824 /**
825  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
826  * @task: task going to sleep
827  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
828  *
829  * This function is called during schedule() when a busy worker is
830  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
831  * returning pointer to its task.
832  *
833  * CONTEXT:
834  * spin_lock_irq(rq->lock)
835  *
836  * RETURNS:
837  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
838  */
839 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
840 {
841         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
842         struct worker_pool *pool;
843
844         /*
845          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
846          * workers, also reach here, let's not access anything before
847          * checking NOT_RUNNING.
848          */
849         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
850                 return NULL;
851
852         pool = worker->pool;
853
854         /* this can only happen on the local cpu */
855         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
856                 return NULL;
857
858         /*
859          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
860          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
861          * Please read comment there.
862          *
863          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
864          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
865          * disabled, which in turn means that none else could be
866          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
867          * lock is safe.
868          */
869         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
870             !list_empty(&pool->worklist))
871                 to_wakeup = first_worker(pool);
872         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
873 }
874
875 /**
876  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
877  * @worker: self
878  * @flags: flags to set
879  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
880  *
881  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
882  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
883  * woken up.
884  *
885  * CONTEXT:
886  * spin_lock_irq(pool->lock)
887  */
888 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
889                                     bool wakeup)
890 {
891         struct worker_pool *pool = worker->pool;
892
893         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
894
895         /*
896          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
897          * wake up an idle worker as necessary if requested by
898          * @wakeup.
899          */
900         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
901             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
902                 if (wakeup) {
903                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
904                             !list_empty(&pool->worklist))
905                                 wake_up_worker(pool);
906                 } else
907                         atomic_dec(&pool->nr_running);
908         }
909
910         worker->flags |= flags;
911 }
912
913 /**
914  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
915  * @worker: self
916  * @flags: flags to clear
917  *
918  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
919  *
920  * CONTEXT:
921  * spin_lock_irq(pool->lock)
922  */
923 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
924 {
925         struct worker_pool *pool = worker->pool;
926         unsigned int oflags = worker->flags;
927
928         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
929
930         worker->flags &= ~flags;
931
932         /*
933          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
934          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
935          * of multiple flags, not a single flag.
936          */
937         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
938                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
939                         atomic_inc(&pool->nr_running);
940 }
941
942 /**
943  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
944  * @pool: pool of interest
945  * @work: work to find worker for
946  *
947  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
948  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
949  * to match, its current execution should match the address of @work and
950  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
951  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
952  * being executed.
953  *
954  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
955  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
956  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
957  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
958  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
959  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
960  *
961  * This function checks the work item address and work function to avoid
962  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
963  * work function which can introduce dependency onto itself through a
964  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
965  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
966  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
967  *
968  * CONTEXT:
969  * spin_lock_irq(pool->lock).
970  *
971  * RETURNS:
972  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
973  * otherwise.
974  */
975 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
976                                                  struct work_struct *work)
977 {
978         struct worker *worker;
979
980         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
981                                (unsigned long)work)
982                 if (worker->current_work == work &&
983                     worker->current_func == work->func)
984                         return worker;
985
986         return NULL;
987 }
988
989 /**
990  * move_linked_works - move linked works to a list
991  * @work: start of series of works to be scheduled
992  * @head: target list to append @work to
993  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
994  *
995  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
996  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
997  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
998  *
999  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1000  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1001  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1002  *
1003  * CONTEXT:
1004  * spin_lock_irq(pool->lock).
1005  */
1006 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1007                               struct work_struct **nextp)
1008 {
1009         struct work_struct *n;
1010
1011         /*
1012          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1013          * use NULL for list head.
1014          */
1015         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1016                 list_move_tail(&work->entry, head);
1017                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1018                         break;
1019         }
1020
1021         /*
1022          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1023          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1024          * needs to be updated.
1025          */
1026         if (nextp)
1027                 *nextp = n;
1028 }
1029
1030 /**
1031  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1032  * @pwq: pool_workqueue to get
1033  *
1034  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1035  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1036  */
1037 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1038 {
1039         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1040         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1041         pwq->refcnt++;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1046  * @pwq: pool_workqueue to put
1047  *
1048  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1049  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1050  */
1051 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1052 {
1053         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1054         if (likely(--pwq->refcnt))
1055                 return;
1056         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1057                 return;
1058         /*
1059          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1060          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1061          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1062          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1063          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1064          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1065          */
1066         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1071  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1072  *
1073  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1074  */
1075 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1076 {
1077         if (pwq) {
1078                 /*
1079                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1080                  * following lock operations are safe.
1081                  */
1082                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1083                 put_pwq(pwq);
1084                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1085         }
1086 }
1087
1088 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1089 {
1090         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1091
1092         trace_workqueue_activate_work(work);
1093         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1094         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1095         pwq->nr_active++;
1096 }
1097
1098 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1099 {
1100         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1101                                                     struct work_struct, entry);
1102
1103         pwq_activate_delayed_work(work);
1104 }
1105
1106 /**
1107  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1108  * @pwq: pwq of interest
1109  * @color: color of work which left the queue
1110  *
1111  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1112  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1113  *
1114  * CONTEXT:
1115  * spin_lock_irq(pool->lock).
1116  */
1117 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1118 {
1119         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1120         if (color == WORK_NO_COLOR)
1121                 goto out_put;
1122
1123         pwq->nr_in_flight[color]--;
1124
1125         pwq->nr_active--;
1126         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1127                 /* one down, submit a delayed one */
1128                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1129                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1130         }
1131
1132         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1133         if (likely(pwq->flush_color != color))
1134                 goto out_put;
1135
1136         /* are there still in-flight works? */
1137         if (pwq->nr_in_flight[color])
1138                 goto out_put;
1139
1140         /* this pwq is done, clear flush_color */
1141         pwq->flush_color = -1;
1142
1143         /*
1144          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1145          * will handle the rest.
1146          */
1147         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1148                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1149 out_put:
1150         put_pwq(pwq);
1151 }
1152
1153 /**
1154  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1155  * @work: work item to steal
1156  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1157  * @flags: place to store irq state
1158  *
1159  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1160  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1161  *
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  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1169  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1170  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1171  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1172  *
1173  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1174  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1175  *
1176  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1177  */
1178 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1179                                unsigned long *flags)
1180 {
1181         struct worker_pool *pool;
1182         struct pool_workqueue *pwq;
1183
1184         local_irq_save(*flags);
1185
1186         /* try to steal the timer if it exists */
1187         if (is_dwork) {
1188                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1189
1190                 /*
1191                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1192                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1193                  * running on the local CPU.
1194                  */
1195                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1196                         return 1;
1197         }
1198
1199         /* try to claim PENDING the normal way */
1200         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1201                 return 0;
1202
1203         /*
1204          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1205          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1206          */
1207         pool = get_work_pool(work);
1208         if (!pool)
1209                 goto fail;
1210
1211         spin_lock(&pool->lock);
1212         /*
1213          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1214          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1215          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1216          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1217          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1218          * item is currently queued on that pool.
1219          */
1220         pwq = get_work_pwq(work);
1221         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1222                 debug_work_deactivate(work);
1223
1224                 /*
1225                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1226                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1227                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1228                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1229                  * item is activated before grabbing.
1230                  */
1231                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1232                         pwq_activate_delayed_work(work);
1233
1234                 list_del_init(&work->entry);
1235                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1236
1237                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1238                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1239
1240                 spin_unlock(&pool->lock);
1241                 return 1;
1242         }
1243         spin_unlock(&pool->lock);
1244 fail:
1245         local_irq_restore(*flags);
1246         if (work_is_canceling(work))
1247                 return -ENOENT;
1248         cpu_relax();
1249         return -EAGAIN;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * insert_work - insert a work into a pool
1254  * @pwq: pwq @work belongs to
1255  * @work: work to insert
1256  * @head: insertion point
1257  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1258  *
1259  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1260  * work_struct flags.
1261  *
1262  * CONTEXT:
1263  * spin_lock_irq(pool->lock).
1264  */
1265 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1266                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1267 {
1268         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1269
1270         /* we own @work, set data and link */
1271         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1272         list_add_tail(&work->entry, head);
1273         get_pwq(pwq);
1274
1275         /*
1276          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1277          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1278          * around lazily while there are works to be processed.
1279          */
1280         smp_mb();
1281
1282         if (__need_more_worker(pool))
1283                 wake_up_worker(pool);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1288  * same workqueue.
1289  */
1290 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1291 {
1292         struct worker *worker;
1293
1294         worker = current_wq_worker();
1295         /*
1296          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1297          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1298          */
1299         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1300 }
1301
1302 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1303                          struct work_struct *work)
1304 {
1305         struct pool_workqueue *pwq;
1306         struct worker_pool *last_pool;
1307         struct list_head *worklist;
1308         unsigned int work_flags;
1309         unsigned int req_cpu = cpu;
1310
1311         /*
1312          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1313          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1314          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1315          * happen with IRQ disabled.
1316          */
1317         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1318
1319         debug_work_activate(work);
1320
1321         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1322         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1323             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1324                 return;
1325 retry:
1326         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1327                 cpu = raw_smp_processor_id();
1328
1329         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1330         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1331                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1332         else
1333                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1334
1335         /*
1336          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1337          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1338          * pool to guarantee non-reentrancy.
1339          */
1340         last_pool = get_work_pool(work);
1341         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1342                 struct worker *worker;
1343
1344                 spin_lock(&last_pool->lock);
1345
1346                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1347
1348                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1349                         pwq = worker->current_pwq;
1350                 } else {
1351                         /* meh... not running there, queue here */
1352                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1353                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1354                 }
1355         } else {
1356                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1357         }
1358
1359         /*
1360          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1361          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1362          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1363          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1364          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1365          * make forward-progress.
1366          */
1367         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1368                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1369                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1370                         cpu_relax();
1371                         goto retry;
1372                 }
1373                 /* oops */
1374                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1375                           wq->name, cpu);
1376         }
1377
1378         /* pwq determined, queue */
1379         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1380
1381         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1382                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1383                 return;
1384         }
1385
1386         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1387         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1388
1389         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1390                 trace_workqueue_activate_work(work);
1391                 pwq->nr_active++;
1392                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1393         } else {
1394                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1395                 worklist = &pwq->delayed_works;
1396         }
1397
1398         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1399
1400         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1401 }
1402
1403 /**
1404  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1405  * @cpu: CPU number to execute work on
1406  * @wq: workqueue to use
1407  * @work: work to queue
1408  *
1409  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1410  *
1411  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1412  * can't go away.
1413  */
1414 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1415                    struct work_struct *work)
1416 {
1417         bool ret = false;
1418         unsigned long flags;
1419
1420         local_irq_save(flags);
1421
1422         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1423                 __queue_work(cpu, wq, work);
1424                 ret = true;
1425         }
1426
1427         local_irq_restore(flags);
1428         return ret;
1429 }
1430 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1431
1432 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1433 {
1434         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1435
1436         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1437         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1438 }
1439 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1440
1441 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1442                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1443 {
1444         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1445         struct work_struct *work = &dwork->work;
1446
1447         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1448                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1449         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1450         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1451
1452         /*
1453          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1454          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1455          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1456          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1457          */
1458         if (!delay) {
1459                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1460                 return;
1461         }
1462
1463         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1464
1465         dwork->wq = wq;
1466         dwork->cpu = cpu;
1467         timer->expires = jiffies + delay;
1468
1469         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1470                 add_timer_on(timer, cpu);
1471         else
1472                 add_timer(timer);
1473 }
1474
1475 /**
1476  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1477  * @cpu: CPU number to execute work on
1478  * @wq: workqueue to use
1479  * @dwork: work to queue
1480  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1481  *
1482  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1483  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1484  * execution.
1485  */
1486 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1487                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1488 {
1489         struct work_struct *work = &dwork->work;
1490         bool ret = false;
1491         unsigned long flags;
1492
1493         /* read the comment in __queue_work() */
1494         local_irq_save(flags);
1495
1496         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1497                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1498                 ret = true;
1499         }
1500
1501         local_irq_restore(flags);
1502         return ret;
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1505
1506 /**
1507  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1508  * @cpu: CPU number to execute work on
1509  * @wq: workqueue to use
1510  * @dwork: work to queue
1511  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1512  *
1513  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1514  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1515  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1516  * current state.
1517  *
1518  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1519  * pending and its timer was modified.
1520  *
1521  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1522  * See try_to_grab_pending() for details.
1523  */
1524 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1525                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1526 {
1527         unsigned long flags;
1528         int ret;
1529
1530         do {
1531                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1532         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1533
1534         if (likely(ret >= 0)) {
1535                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1536                 local_irq_restore(flags);
1537         }
1538
1539         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1540         return ret;
1541 }
1542 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1543
1544 /**
1545  * worker_enter_idle - enter idle state
1546  * @worker: worker which is entering idle state
1547  *
1548  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1549  * necessary.
1550  *
1551  * LOCKING:
1552  * spin_lock_irq(pool->lock).
1553  */
1554 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1555 {
1556         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1557
1558         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1559             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1560                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1561                 return;
1562
1563         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1564         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1565         pool->nr_idle++;
1566         worker->last_active = jiffies;
1567
1568         /* idle_list is LIFO */
1569         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1570
1571         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1572                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1573
1574         /*
1575          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1576          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1577          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1578          * unbind is not in progress.
1579          */
1580         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1581                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1582                      atomic_read(&pool->nr_running));
1583 }
1584
1585 /**
1586  * worker_leave_idle - leave idle state
1587  * @worker: worker which is leaving idle state
1588  *
1589  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1590  *
1591  * LOCKING:
1592  * spin_lock_irq(pool->lock).
1593  */
1594 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1595 {
1596         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1597
1598         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1599                 return;
1600         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1601         pool->nr_idle--;
1602         list_del_init(&worker->entry);
1603 }
1604
1605 /**
1606  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1607  * @pool: target worker_pool
1608  *
1609  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1610  *
1611  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1612  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1613  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1614  * guaranteed to execute on the cpu.
1615  *
1616  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1617  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1618  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1619  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1620  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1621  * [dis]associated in the meantime.
1622  *
1623  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1624  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1625  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1626  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1627  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1628  *
1629  * CONTEXT:
1630  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1631  * held.
1632  *
1633  * RETURNS:
1634  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1635  * bound), %false if offline.
1636  */
1637 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1638 __acquires(&pool->lock)
1639 {
1640         while (true) {
1641                 /*
1642                  * The following call may fail, succeed or succeed
1643                  * without actually migrating the task to the cpu if
1644                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1645                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1646                  */
1647                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1648                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1649
1650                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1651                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1652                         return false;
1653                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1654                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1655                         return true;
1656                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1657
1658                 /*
1659                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1660                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1661                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1662                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1663                  */
1664                 cpu_relax();
1665                 cond_resched();
1666         }
1667 }
1668
1669 static struct worker *alloc_worker(void)
1670 {
1671         struct worker *worker;
1672
1673         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1674         if (worker) {
1675                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1676                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1677                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1678                 worker->flags = WORKER_PREP;
1679         }
1680         return worker;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * create_worker - create a new workqueue worker
1685  * @pool: pool the new worker will belong to
1686  *
1687  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1688  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1689  * destroy_worker().
1690  *
1691  * CONTEXT:
1692  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1693  *
1694  * RETURNS:
1695  * Pointer to the newly created worker.
1696  */
1697 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1698 {
1699         struct worker *worker = NULL;
1700         int id = -1;
1701         char id_buf[16];
1702
1703         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1704
1705         /*
1706          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1707          * without installing the pointer.
1708          */
1709         idr_preload(GFP_KERNEL);
1710         spin_lock_irq(&pool->lock);
1711
1712         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1713
1714         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1715         idr_preload_end();
1716         if (id < 0)
1717                 goto fail;
1718
1719         worker = alloc_worker();
1720         if (!worker)
1721                 goto fail;
1722
1723         worker->pool = pool;
1724         worker->id = id;
1725
1726         if (pool->cpu >= 0)
1727                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1728                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1729         else
1730                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1731
1732         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1733                                               "kworker/%s", id_buf);
1734         if (IS_ERR(worker->task))
1735                 goto fail;
1736
1737         /*
1738          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1739          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1740          */
1741         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1742         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1743
1744         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1745         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1746
1747         /*
1748          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1749          * remains stable across this function.  See the comments above the
1750          * flag definition for details.
1751          */
1752         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1753                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1754
1755         /* successful, commit the pointer to idr */
1756         spin_lock_irq(&pool->lock);
1757         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1758         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1759
1760         return worker;
1761
1762 fail:
1763         if (id >= 0) {
1764                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1765                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1766                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1767         }
1768         kfree(worker);
1769         return NULL;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * start_worker - start a newly created worker
1774  * @worker: worker to start
1775  *
1776  * Make the pool aware of @worker and start it.
1777  *
1778  * CONTEXT:
1779  * spin_lock_irq(pool->lock).
1780  */
1781 static void start_worker(struct worker *worker)
1782 {
1783         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1784         worker->pool->nr_workers++;
1785         worker_enter_idle(worker);
1786         wake_up_process(worker->task);
1787 }
1788
1789 /**
1790  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1791  * @pool: the target pool
1792  *
1793  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1794  */
1795 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1796 {
1797         struct worker *worker;
1798
1799         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1800
1801         worker = create_worker(pool);
1802         if (worker) {
1803                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1804                 start_worker(worker);
1805                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1806         }
1807
1808         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1809
1810         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1811 }
1812
1813 /**
1814  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1815  * @worker: worker to be destroyed
1816  *
1817  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1818  *
1819  * CONTEXT:
1820  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1821  */
1822 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1823 {
1824         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1825
1826         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1827         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1828
1829         /* sanity check frenzy */
1830         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1831             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1832                 return;
1833
1834         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1835                 pool->nr_workers--;
1836         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1837                 pool->nr_idle--;
1838
1839         /*
1840          * Once WORKER_DIE is set, the kworker may destroy itself at any
1841          * point.  Pin to ensure the task stays until we're done with it.
1842          */
1843         get_task_struct(worker->task);
1844
1845         list_del_init(&worker->entry);
1846         worker->flags |= WORKER_DIE;
1847
1848         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1849
1850         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1851
1852         kthread_stop(worker->task);
1853         put_task_struct(worker->task);
1854         kfree(worker);
1855
1856         spin_lock_irq(&pool->lock);
1857 }
1858
1859 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1860 {
1861         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1862
1863         spin_lock_irq(&pool->lock);
1864
1865         if (too_many_workers(pool)) {
1866                 struct worker *worker;
1867                 unsigned long expires;
1868
1869                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1870                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1871                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1872
1873                 if (time_before(jiffies, expires))
1874                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1875                 else {
1876                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1877                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1878                         wake_up_worker(pool);
1879                 }
1880         }
1881
1882         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1883 }
1884
1885 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1886 {
1887         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1888         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1889
1890         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1891
1892         if (!wq->rescuer)
1893                 return;
1894
1895         /* mayday mayday mayday */
1896         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1897                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1898                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1899         }
1900 }
1901
1902 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1903 {
1904         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1905         struct work_struct *work;
1906
1907         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1908         spin_lock(&pool->lock);
1909
1910         if (need_to_create_worker(pool)) {
1911                 /*
1912                  * We've been trying to create a new worker but
1913                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1914                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1915                  * rescuers.
1916                  */
1917                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1918                         send_mayday(work);
1919         }
1920
1921         spin_unlock(&pool->lock);
1922         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1923
1924         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1925 }
1926
1927 /**
1928  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1929  * @pool: pool to create a new worker for
1930  *
1931  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1932  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1933  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1934  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1935  * possible allocation deadlock.
1936  *
1937  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1938  * may_start_working() %true.
1939  *
1940  * LOCKING:
1941  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1942  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1943  * manager.
1944  *
1945  * RETURNS:
1946  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1947  * otherwise.
1948  */
1949 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1950 __releases(&pool->lock)
1951 __acquires(&pool->lock)
1952 {
1953         if (!need_to_create_worker(pool))
1954                 return false;
1955 restart:
1956         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1957
1958         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1959         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1960
1961         while (true) {
1962                 struct worker *worker;
1963
1964                 worker = create_worker(pool);
1965                 if (worker) {
1966                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1967                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1968                         start_worker(worker);
1969                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1970                                 goto restart;
1971                         return true;
1972                 }
1973
1974                 if (!need_to_create_worker(pool))
1975                         break;
1976
1977                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1978                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1979
1980                 if (!need_to_create_worker(pool))
1981                         break;
1982         }
1983
1984         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1985         spin_lock_irq(&pool->lock);
1986         if (need_to_create_worker(pool))
1987                 goto restart;
1988         return true;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1993  * @pool: pool to destroy workers for
1994  *
1995  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1996  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1997  *
1998  * LOCKING:
1999  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2000  * multiple times.  Called only from manager.
2001  *
2002  * RETURNS:
2003  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2004  * otherwise.
2005  */
2006 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2007 {
2008         bool ret = false;
2009
2010         while (too_many_workers(pool)) {
2011                 struct worker *worker;
2012                 unsigned long expires;
2013
2014                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2015                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2016
2017                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2018                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2019                         break;
2020                 }
2021
2022                 destroy_worker(worker);
2023                 ret = true;
2024         }
2025
2026         return ret;
2027 }
2028
2029 /**
2030  * manage_workers - manage worker pool
2031  * @worker: self
2032  *
2033  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2034  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2035  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2036  *
2037  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2038  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2039  * and may_start_working() is true.
2040  *
2041  * CONTEXT:
2042  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2043  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2044  *
2045  * RETURNS:
2046  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2047  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2048  */
2049 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2050 {
2051         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2052         bool ret = false;
2053
2054         /*
2055          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2056          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2057          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2058          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2059          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2060          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2061          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2062          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2063          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2064          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2065          *
2066          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2067          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2068          * of management operations, including creation and destruction of
2069          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2070          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2071          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2072          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2073          * manager_mutex.
2074          */
2075         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2076                 return ret;
2077
2078         /*
2079          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2080          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2081          */
2082         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2083                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2084                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2085                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2086                 ret = true;
2087         }
2088
2089         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2090
2091         /*
2092          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2093          * on return.
2094          */
2095         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2096         ret |= maybe_create_worker(pool);
2097
2098         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2099         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2100         return ret;
2101 }
2102
2103 /**
2104  * process_one_work - process single work
2105  * @worker: self
2106  * @work: work to process
2107  *
2108  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2109  * process a single work including synchronization against and
2110  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2111  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2112  * call this function to process a work.
2113  *
2114  * CONTEXT:
2115  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2116  */
2117 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2118 __releases(&pool->lock)
2119 __acquires(&pool->lock)
2120 {
2121         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2122         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2123         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2124         int work_color;
2125         struct worker *collision;
2126 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2127         /*
2128          * It is permissible to free the struct work_struct from
2129          * inside the function that is called from it, this we need to
2130          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2131          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2132          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2133          */
2134         struct lockdep_map lockdep_map;
2135
2136         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2137 #endif
2138         /*
2139          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2140          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2141          * unbound or a disassociated pool.
2142          */
2143         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2144                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2145                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2146
2147         /*
2148          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2149          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2150          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2151          * currently executing one.
2152          */
2153         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2154         if (unlikely(collision)) {
2155                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2156                 return;
2157         }
2158
2159         /* claim and dequeue */
2160         debug_work_deactivate(work);
2161         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2162         worker->current_work = work;
2163         worker->current_func = work->func;
2164         worker->current_pwq = pwq;
2165         work_color = get_work_color(work);
2166
2167         list_del_init(&work->entry);
2168
2169         /*
2170          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2171          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2172          */
2173         if (unlikely(cpu_intensive))
2174                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2175
2176         /*
2177          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2178          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2179          */
2180         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2181                 wake_up_worker(pool);
2182
2183         /*
2184          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2185          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2186          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2187          * disabled.
2188          */
2189         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2190
2191         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2192
2193         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2194         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2195         trace_workqueue_execute_start(work);
2196         worker->current_func(work);
2197         /*
2198          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2199          * point will only record its address.
2200          */
2201         trace_workqueue_execute_end(work);
2202         lock_map_release(&lockdep_map);
2203         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2204
2205         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2206                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2207                        "     last function: %pf\n",
2208                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2209                        worker->current_func);
2210                 debug_show_held_locks(current);
2211                 dump_stack();
2212         }
2213
2214         /*
2215          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2216          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2217          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2218          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2219          * stop_machine.
2220          */
2221         cond_resched();
2222
2223         spin_lock_irq(&pool->lock);
2224
2225         /* clear cpu intensive status */
2226         if (unlikely(cpu_intensive))
2227                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2228
2229         /* we're done with it, release */
2230         hash_del(&worker->hentry);
2231         worker->current_work = NULL;
2232         worker->current_func = NULL;
2233         worker->current_pwq = NULL;
2234         worker->desc_valid = false;
2235         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2236 }
2237
2238 /**
2239  * process_scheduled_works - process scheduled works
2240  * @worker: self
2241  *
2242  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2243  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2244  * fetches a work from the top and executes it.
2245  *
2246  * CONTEXT:
2247  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2248  * multiple times.
2249  */
2250 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2251 {
2252         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2253                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2254                                                 struct work_struct, entry);
2255                 process_one_work(worker, work);
2256         }
2257 }
2258
2259 /**
2260  * worker_thread - the worker thread function
2261  * @__worker: self
2262  *
2263  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2264  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2265  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2266  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2267  * will be explained in rescuer_thread().
2268  */
2269 static int worker_thread(void *__worker)
2270 {
2271         struct worker *worker = __worker;
2272         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2273
2274         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2275         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2276 woke_up:
2277         spin_lock_irq(&pool->lock);
2278
2279         /* am I supposed to die? */
2280         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2281                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2282                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2283                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2284                 return 0;
2285         }
2286
2287         worker_leave_idle(worker);
2288 recheck:
2289         /* no more worker necessary? */
2290         if (!need_more_worker(pool))
2291                 goto sleep;
2292
2293         /* do we need to manage? */
2294         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2295                 goto recheck;
2296
2297         /*
2298          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2299          * preparing to process a work or actually processing it.
2300          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2301          */
2302         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2303
2304         /*
2305          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2306          * worker or that someone else has already assumed the manager
2307          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2308          * management if applicable and concurrency management is restored
2309          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2310          */
2311         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2312
2313         do {
2314                 struct work_struct *work =
2315                         list_first_entry(&pool->worklist,
2316                                          struct work_struct, entry);
2317
2318                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2319                         /* optimization path, not strictly necessary */
2320                         process_one_work(worker, work);
2321                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2322                                 process_scheduled_works(worker);
2323                 } else {
2324                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2325                         process_scheduled_works(worker);
2326                 }
2327         } while (keep_working(pool));
2328
2329         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2330 sleep:
2331         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2332                 goto recheck;
2333
2334         /*
2335          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2336          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2337          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2338          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2339          * event.
2340          */
2341         worker_enter_idle(worker);
2342         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2343         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2344         schedule();
2345         goto woke_up;
2346 }
2347
2348 /**
2349  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2350  * @__rescuer: self
2351  *
2352  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2353  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2354  *
2355  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2356  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2357  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2358  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2359  * the problem rescuer solves.
2360  *
2361  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2362  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2363  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2364  *
2365  * This should happen rarely.
2366  */
2367 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2368 {
2369         struct worker *rescuer = __rescuer;
2370         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2371         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2372
2373         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2374
2375         /*
2376          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2377          * doesn't participate in concurrency management.
2378          */
2379         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2380 repeat:
2381         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2382
2383         if (kthread_should_stop()) {
2384                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2385                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2386                 return 0;
2387         }
2388
2389         /* see whether any pwq is asking for help */
2390         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2391
2392         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2393                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2394                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2395                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2396                 struct work_struct *work, *n;
2397
2398                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2399                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2400
2401                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2402
2403                 /* migrate to the target cpu if possible */
2404                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2405                 rescuer->pool = pool;
2406
2407                 /*
2408                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2409                  * process'em.
2410                  */
2411                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2412                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2413                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2414                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2415
2416                 process_scheduled_works(rescuer);
2417
2418                 /*
2419                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2420                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2421                  * and stalling the execution.
2422                  */
2423                 if (keep_working(pool))
2424                         wake_up_worker(pool);
2425
2426                 rescuer->pool = NULL;
2427                 spin_unlock(&pool->lock);
2428                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2429         }
2430
2431         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2432
2433         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2434         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2435         schedule();
2436         goto repeat;
2437 }
2438
2439 struct wq_barrier {
2440         struct work_struct      work;
2441         struct completion       done;
2442 };
2443
2444 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2445 {
2446         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2447         complete(&barr->done);
2448 }
2449
2450 /**
2451  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2452  * @pwq: pwq to insert barrier into
2453  * @barr: wq_barrier to insert
2454  * @target: target work to attach @barr to
2455  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2456  *
2457  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2458  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2459  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2460  * cpu.
2461  *
2462  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2463  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2464  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2465  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2466  * after a work with LINKED flag set.
2467  *
2468  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2469  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2470  *
2471  * CONTEXT:
2472  * spin_lock_irq(pool->lock).
2473  */
2474 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2475                               struct wq_barrier *barr,
2476                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2477 {
2478         struct list_head *head;
2479         unsigned int linked = 0;
2480
2481         /*
2482          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2483          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2484          * checks and call back into the fixup functions where we
2485          * might deadlock.
2486          */
2487         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2488         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2489         init_completion(&barr->done);
2490
2491         /*
2492          * If @target is currently being executed, schedule the
2493          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2494          */
2495         if (worker)
2496                 head = worker->scheduled.next;
2497         else {
2498                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2499
2500                 head = target->entry.next;
2501                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2502                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2503                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2504         }
2505
2506         debug_work_activate(&barr->work);
2507         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2508                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2509 }
2510
2511 /**
2512  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2513  * @wq: workqueue being flushed
2514  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2515  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2516  *
2517  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2518  *
2519  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2520  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2521  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2522  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2523  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2524  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2525  *
2526  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2527  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2528  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2529  * is returned.
2530  *
2531  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2532  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2533  * advanced to @work_color.
2534  *
2535  * CONTEXT:
2536  * mutex_lock(wq->mutex).
2537  *
2538  * RETURNS:
2539  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2540  * otherwise.
2541  */
2542 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2543                                       int flush_color, int work_color)
2544 {
2545         bool wait = false;
2546         struct pool_workqueue *pwq;
2547
2548         if (flush_color >= 0) {
2549                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2550                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2551         }
2552
2553         for_each_pwq(pwq, wq) {
2554                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2555
2556                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2557
2558                 if (flush_color >= 0) {
2559                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2560
2561                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2562                                 pwq->flush_color = flush_color;
2563                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2564                                 wait = true;
2565                         }
2566                 }
2567
2568                 if (work_color >= 0) {
2569                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2570                         pwq->work_color = work_color;
2571                 }
2572
2573                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2574         }
2575
2576         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2577                 complete(&wq->first_flusher->done);
2578
2579         return wait;
2580 }
2581
2582 /**
2583  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2584  * @wq: workqueue to flush
2585  *
2586  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2587  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2588  */
2589 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2590 {
2591         struct wq_flusher this_flusher = {
2592                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2593                 .flush_color = -1,
2594                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2595         };
2596         int next_color;
2597
2598         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2599         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2600
2601         mutex_lock(&wq->mutex);
2602
2603         /*
2604          * Start-to-wait phase
2605          */
2606         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2607
2608         if (next_color != wq->flush_color) {
2609                 /*
2610                  * Color space is not full.  The current work_color
2611                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2612                  * by one.
2613                  */
2614                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2615                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2616                 wq->work_color = next_color;
2617
2618                 if (!wq->first_flusher) {
2619                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2620                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2621
2622                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2623
2624                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2625                                                        wq->work_color)) {
2626                                 /* nothing to flush, done */
2627                                 wq->flush_color = next_color;
2628                                 wq->first_flusher = NULL;
2629                                 goto out_unlock;
2630                         }
2631                 } else {
2632                         /* wait in queue */
2633                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2634                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2635                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2636                 }
2637         } else {
2638                 /*
2639                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2640                  * The next flush completion will assign us
2641                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2642                  */
2643                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2644         }
2645
2646         mutex_unlock(&wq->mutex);
2647
2648         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2649
2650         /*
2651          * Wake-up-and-cascade phase
2652          *
2653          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2654          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2655          */
2656         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2657                 return;
2658
2659         mutex_lock(&wq->mutex);
2660
2661         /* we might have raced, check again with mutex held */
2662         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2663                 goto out_unlock;
2664
2665         wq->first_flusher = NULL;
2666
2667         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2668         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2669
2670         while (true) {
2671                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2672
2673                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2674                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2675                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2676                                 break;
2677                         list_del_init(&next->list);
2678                         complete(&next->done);
2679                 }
2680
2681                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2682                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2683
2684                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2685                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2686
2687                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2688                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2689                         /*
2690                          * Assign the same color to all overflowed
2691                          * flushers, advance work_color and append to
2692                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2693                          * phase for these overflowed flushers.
2694                          */
2695                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2696                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2697
2698                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2699
2700                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2701                                               &wq->flusher_queue);
2702                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2703                 }
2704
2705                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2706                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2707                         break;
2708                 }
2709
2710                 /*
2711                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2712                  * the new first flusher and arm pwqs.
2713                  */
2714                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2715                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2716
2717                 list_del_init(&next->list);
2718                 wq->first_flusher = next;
2719
2720                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2721                         break;
2722
2723                 /*
2724                  * Meh... this color is already done, clear first
2725                  * flusher and repeat cascading.
2726                  */
2727                 wq->first_flusher = NULL;
2728         }
2729
2730 out_unlock:
2731         mutex_unlock(&wq->mutex);
2732 }
2733 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2734
2735 /**
2736  * drain_workqueue - drain a workqueue
2737  * @wq: workqueue to drain
2738  *
2739  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2740  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2741  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2742  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2743  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2744  * takes too long.
2745  */
2746 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2747 {
2748         unsigned int flush_cnt = 0;
2749         struct pool_workqueue *pwq;
2750
2751         /*
2752          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2753          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2754          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2755          */
2756         mutex_lock(&wq->mutex);
2757         if (!wq->nr_drainers++)
2758                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2759         mutex_unlock(&wq->mutex);
2760 reflush:
2761         flush_workqueue(wq);
2762
2763         mutex_lock(&wq->mutex);
2764
2765         for_each_pwq(pwq, wq) {
2766                 bool drained;
2767
2768                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2769                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2770                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2771
2772                 if (drained)
2773                         continue;
2774
2775                 if (++flush_cnt == 10 ||
2776                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2777                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2778                                 wq->name, flush_cnt);
2779
2780                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2781                 goto reflush;
2782         }
2783
2784         if (!--wq->nr_drainers)
2785                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2786         mutex_unlock(&wq->mutex);
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2789
2790 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2791 {
2792         struct worker *worker = NULL;
2793         struct worker_pool *pool;
2794         struct pool_workqueue *pwq;
2795
2796         might_sleep();
2797
2798         local_irq_disable();
2799         pool = get_work_pool(work);
2800         if (!pool) {
2801                 local_irq_enable();
2802                 return false;
2803         }
2804
2805         spin_lock(&pool->lock);
2806         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2807         pwq = get_work_pwq(work);
2808         if (pwq) {
2809                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2810                         goto already_gone;
2811         } else {
2812                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2813                 if (!worker)
2814                         goto already_gone;
2815                 pwq = worker->current_pwq;
2816         }
2817
2818         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2819         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2820
2821         /*
2822          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2823          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2824          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2825          * access.
2826          */
2827         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2828                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2829         else
2830                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2831         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2832
2833         return true;
2834 already_gone:
2835         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2836         return false;
2837 }
2838
2839 /**
2840  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2841  * @work: the work to flush
2842  *
2843  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2844  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2845  *
2846  * RETURNS:
2847  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2848  * %false if it was already idle.
2849  */
2850 bool flush_work(struct work_struct *work)
2851 {
2852         struct wq_barrier barr;
2853
2854         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2855         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2856
2857         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2858                 wait_for_completion(&barr.done);
2859                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2860                 return true;
2861         } else {
2862                 return false;
2863         }
2864 }
2865 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2866
2867 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2868 {
2869         unsigned long flags;
2870         int ret;
2871
2872         do {
2873                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2874                 /*
2875                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2876                  * would be waiting for before retrying.
2877                  */
2878                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2879                         flush_work(work);
2880         } while (unlikely(ret < 0));
2881
2882         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2883         mark_work_canceling(work);
2884         local_irq_restore(flags);
2885
2886         flush_work(work);
2887         clear_work_data(work);
2888         return ret;
2889 }
2890
2891 /**
2892  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2893  * @work: the work to cancel
2894  *
2895  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2896  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2897  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2898  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2899  *
2900  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2901  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2902  *
2903  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2904  * queued can't be destroyed before this function returns.
2905  *
2906  * RETURNS:
2907  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2908  */
2909 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2910 {
2911         return __cancel_work_timer(work, false);
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2914
2915 /**
2916  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2917  * @dwork: the delayed work to flush
2918  *
2919  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2920  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2921  * considers the last queueing instance of @dwork.
2922  *
2923  * RETURNS:
2924  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2925  * %false if it was already idle.
2926  */
2927 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2928 {
2929         local_irq_disable();
2930         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2931                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2932         local_irq_enable();
2933         return flush_work(&dwork->work);
2934 }
2935 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2936
2937 /**
2938  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2939  * @dwork: delayed_work to cancel
2940  *
2941  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2942  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2943  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2944  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2945  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2946  *
2947  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2948  */
2949 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2950 {
2951         unsigned long flags;
2952         int ret;
2953
2954         do {
2955                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2956         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2957
2958         if (unlikely(ret < 0))
2959                 return false;
2960
2961         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2962                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2963         local_irq_restore(flags);
2964         return ret;
2965 }
2966 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2967
2968 /**
2969  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2970  * @dwork: the delayed work cancel
2971  *
2972  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2973  *
2974  * RETURNS:
2975  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2976  */
2977 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2978 {
2979         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2980 }
2981 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2982
2983 /**
2984  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2985  * @func: the function to call
2986  *
2987  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2988  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2989  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2990  *
2991  * RETURNS:
2992  * 0 on success, -errno on failure.
2993  */
2994 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2995 {
2996         int cpu;
2997         struct work_struct __percpu *works;
2998
2999         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3000         if (!works)
3001                 return -ENOMEM;
3002
3003         get_online_cpus();
3004
3005         for_each_online_cpu(cpu) {
3006                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3007
3008                 INIT_WORK(work, func);
3009                 schedule_work_on(cpu, work);
3010         }
3011
3012         for_each_online_cpu(cpu)
3013                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3014
3015         put_online_cpus();
3016         free_percpu(works);
3017         return 0;
3018 }
3019
3020 /**
3021  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3022  *
3023  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3024  * completion.
3025  *
3026  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3027  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3028  * will lead to deadlock:
3029  *
3030  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3031  *      a lock held by your code or its caller.
3032  *
3033  *      Your code is running in the context of a work routine.
3034  *
3035  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3036  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3037  * what locks they need, which you have no control over.
3038  *
3039  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3040  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3041  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3042  * cancel_work_sync() instead.
3043  */
3044 void flush_scheduled_work(void)
3045 {
3046         flush_workqueue(system_wq);
3047 }
3048 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3049
3050 /**
3051  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3052  * @fn:         the function to execute
3053  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3054  *              be available when the work executes)
3055  *
3056  * Executes the function immediately if process context is available,
3057  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3058  *
3059  * Returns:     0 - function was executed
3060  *              1 - function was scheduled for execution
3061  */
3062 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3063 {
3064         if (!in_interrupt()) {
3065                 fn(&ew->work);
3066                 return 0;
3067         }
3068
3069         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3070         schedule_work(&ew->work);
3071
3072         return 1;
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3075
3076 #ifdef CONFIG_SYSFS
3077 /*
3078  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3079  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3080  * following attributes.
3081  *
3082  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3083  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3084  *
3085  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3086  *
3087  *  id          RO int  : the associated pool ID
3088  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3089  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3090  */
3091 struct wq_device {
3092         struct workqueue_struct         *wq;
3093         struct device                   dev;
3094 };
3095
3096 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3097 {
3098         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3099
3100         return wq_dev->wq;
3101 }
3102
3103 static ssize_t wq_per_cpu_show(struct device *dev,
3104                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3105 {
3106         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3107
3108         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3109 }
3110
3111 static ssize_t wq_max_active_show(struct device *dev,
3112                                   struct device_attribute *attr, char *buf)
3113 {
3114         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3115
3116         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3117 }
3118
3119 static ssize_t wq_max_active_store(struct device *dev,
3120                                    struct device_attribute *attr,
3121                                    const char *buf, size_t count)
3122 {
3123         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3124         int val;
3125
3126         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3127                 return -EINVAL;
3128
3129         workqueue_set_max_active(wq, val);
3130         return count;
3131 }
3132
3133 static struct device_attribute wq_sysfs_attrs[] = {
3134         __ATTR(per_cpu, 0444, wq_per_cpu_show, NULL),
3135         __ATTR(max_active, 0644, wq_max_active_show, wq_max_active_store),
3136         __ATTR_NULL,
3137 };
3138
3139 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3140                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3141 {
3142         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3143         const char *delim = "";
3144         int node, written = 0;
3145
3146         rcu_read_lock_sched();
3147         for_each_node(node) {
3148                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3149                                      "%s%d:%d", delim, node,
3150                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3151                 delim = " ";
3152         }
3153         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3154         rcu_read_unlock_sched();
3155
3156         return written;
3157 }
3158
3159 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3160                             char *buf)
3161 {
3162         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3163         int written;
3164
3165         mutex_lock(&wq->mutex);
3166         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3167         mutex_unlock(&wq->mutex);
3168
3169         return written;
3170 }
3171
3172 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3173 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3174 {
3175         struct workqueue_attrs *attrs;
3176
3177         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3178         if (!attrs)
3179                 return NULL;
3180
3181         mutex_lock(&wq->mutex);
3182         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3183         mutex_unlock(&wq->mutex);
3184         return attrs;
3185 }
3186
3187 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3188                              const char *buf, size_t count)
3189 {
3190         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3191         struct workqueue_attrs *attrs;
3192         int ret;
3193
3194         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3195         if (!attrs)
3196                 return -ENOMEM;
3197
3198         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3199             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3200                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3201         else
3202                 ret = -EINVAL;
3203
3204         free_workqueue_attrs(attrs);
3205         return ret ?: count;
3206 }
3207
3208 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3209                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3210 {
3211         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3212         int written;
3213
3214         mutex_lock(&wq->mutex);
3215         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3216         mutex_unlock(&wq->mutex);
3217
3218         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3219         return written;
3220 }
3221
3222 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3223                                 struct device_attribute *attr,
3224                                 const char *buf, size_t count)
3225 {
3226         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3227         struct workqueue_attrs *attrs;
3228         int ret;
3229
3230         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3231         if (!attrs)
3232                 return -ENOMEM;
3233
3234         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3235         if (!ret)
3236                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3237
3238         free_workqueue_attrs(attrs);
3239         return ret ?: count;
3240 }
3241
3242 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3243                             char *buf)
3244 {
3245         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3246         int written;
3247
3248         mutex_lock(&wq->mutex);
3249         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3250                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3251         mutex_unlock(&wq->mutex);
3252
3253         return written;
3254 }
3255
3256 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3257                              const char *buf, size_t count)
3258 {
3259         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3260         struct workqueue_attrs *attrs;
3261         int v, ret;
3262
3263         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3264         if (!attrs)
3265                 return -ENOMEM;
3266
3267         ret = -EINVAL;
3268         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3269                 attrs->no_numa = !v;
3270                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3271         }
3272
3273         free_workqueue_attrs(attrs);
3274         return ret ?: count;
3275 }
3276
3277 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3278         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3279         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3280         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3281         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3282         __ATTR_NULL,
3283 };
3284
3285 static struct bus_type wq_subsys = {
3286         .name                           = "workqueue",
3287         .dev_attrs                      = wq_sysfs_attrs,
3288 };
3289
3290 static int __init wq_sysfs_init(void)
3291 {
3292         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3293 }
3294 core_initcall(wq_sysfs_init);
3295
3296 static void wq_device_release(struct device *dev)
3297 {
3298         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3299
3300         kfree(wq_dev);
3301 }
3302
3303 /**
3304  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3305  * @wq: the workqueue to register
3306  *
3307  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3308  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3309  * which is the preferred method.
3310  *
3311  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3312  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3313  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3314  * attributes.
3315  *
3316  * Returns 0 on success, -errno on failure.
3317  */
3318 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3319 {
3320         struct wq_device *wq_dev;
3321         int ret;
3322
3323         /*
3324          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3325          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3326          * workqueues.
3327          */
3328         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3329                 return -EINVAL;
3330
3331         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3332         if (!wq_dev)
3333                 return -ENOMEM;
3334
3335         wq_dev->wq = wq;
3336         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3337         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3338         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3339
3340         /*
3341          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3342          * everything is ready.
3343          */
3344         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3345
3346         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3347         if (ret) {
3348                 kfree(wq_dev);
3349                 wq->wq_dev = NULL;
3350                 return ret;
3351         }
3352
3353         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3354                 struct device_attribute *attr;
3355
3356                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3357                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3358                         if (ret) {
3359                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3360                                 wq->wq_dev = NULL;
3361                                 return ret;
3362                         }
3363                 }
3364         }
3365
3366         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 /**
3371  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3372  * @wq: the workqueue to unregister
3373  *
3374  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3375  */
3376 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3377 {
3378         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3379
3380         if (!wq->wq_dev)
3381                 return;
3382
3383         wq->wq_dev = NULL;
3384         device_unregister(&wq_dev->dev);
3385 }
3386 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3387 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3388 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3389
3390 /**
3391  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3392  * @attrs: workqueue_attrs to free
3393  *
3394  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3395  */
3396 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3397 {
3398         if (attrs) {
3399                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3400                 kfree(attrs);
3401         }
3402 }
3403
3404 /**
3405  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3406  * @gfp_mask: allocation mask to use
3407  *
3408  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3409  * return it.  Returns NULL on failure.
3410  */
3411 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3412 {
3413         struct workqueue_attrs *attrs;
3414
3415         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3416         if (!attrs)
3417                 goto fail;
3418         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3419                 goto fail;
3420
3421         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3422         return attrs;
3423 fail:
3424         free_workqueue_attrs(attrs);
3425         return NULL;
3426 }
3427
3428 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3429                                  const struct workqueue_attrs *from)
3430 {
3431         to->nice = from->nice;
3432         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3433         /*
3434          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3435          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3436          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3437          */
3438         to->no_numa = from->no_numa;
3439 }
3440
3441 /* hash value of the content of @attr */
3442 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3443 {
3444         u32 hash = 0;
3445
3446         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3447         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3448                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3449         return hash;
3450 }
3451
3452 /* content equality test */
3453 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3454                           const struct workqueue_attrs *b)
3455 {
3456         if (a->nice != b->nice)
3457                 return false;
3458         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3459                 return false;
3460         return true;
3461 }
3462
3463 /**
3464  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3465  * @pool: worker_pool to initialize
3466  *
3467  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3468  * Returns 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3469  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3470  * on @pool safely to release it.
3471  */
3472 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3473 {
3474         spin_lock_init(&pool->lock);
3475         pool->id = -1;
3476         pool->cpu = -1;
3477         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3478         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3479         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3480         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3481         hash_init(pool->busy_hash);
3482
3483         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3484         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3485         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3486
3487         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3488                     (unsigned long)pool);
3489
3490         mutex_init(&pool->manager_arb);
3491         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3492         idr_init(&pool->worker_idr);
3493
3494         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3495         pool->refcnt = 1;
3496
3497         /* shouldn't fail above this point */
3498         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3499         if (!pool->attrs)
3500                 return -ENOMEM;
3501         return 0;
3502 }
3503
3504 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3505 {
3506         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3507
3508         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3509         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3510         kfree(pool);
3511 }
3512
3513 /**
3514  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3515  * @pool: worker_pool to put
3516  *
3517  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3518  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3519  * and this function should be able to release pools which went through,
3520  * successfully or not, init_worker_pool().
3521  *
3522  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3523  */
3524 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3525 {
3526         struct worker *worker;
3527
3528         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3529
3530         if (--pool->refcnt)
3531                 return;
3532
3533         /* sanity checks */
3534         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3535             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3536                 return;
3537
3538         /* release id and unhash */
3539         if (pool->id >= 0)
3540                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3541         hash_del(&pool->hash_node);
3542
3543         /*
3544          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3545          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3546          * manager_mutex.
3547          */
3548         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3549         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3550         spin_lock_irq(&pool->lock);
3551
3552         while ((worker = first_worker(pool)))
3553                 destroy_worker(worker);
3554         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3555
3556         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3557         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3558         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3559
3560         /* shut down the timers */
3561         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3562         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3563
3564         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3565         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3566 }
3567
3568 /**
3569  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3570  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3571  *
3572  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3573  * reference count and return it.  If there already is a matching
3574  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3575  * create a new one.  On failure, returns NULL.
3576  *
3577  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3578  */
3579 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3580 {
3581         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3582         struct worker_pool *pool;
3583         int node;
3584
3585         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3586
3587         /* do we already have a matching pool? */
3588         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3589                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3590                         pool->refcnt++;
3591                         goto out_unlock;
3592                 }
3593         }
3594
3595         /* nope, create a new one */
3596         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3597         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3598                 goto fail;
3599
3600         if (workqueue_freezing)
3601                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3602
3603         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3604         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3605
3606         /*
3607          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3608          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3609          */
3610         pool->attrs->no_numa = false;
3611
3612         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3613         if (wq_numa_enabled) {
3614                 for_each_node(node) {
3615                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3616                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3617                                 pool->node = node;
3618                                 break;
3619                         }
3620                 }
3621         }
3622
3623         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3624                 goto fail;
3625
3626         /* create and start the initial worker */
3627         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3628                 goto fail;
3629
3630         /* install */
3631         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3632 out_unlock:
3633         return pool;
3634 fail:
3635         if (pool)
3636                 put_unbound_pool(pool);
3637         return NULL;
3638 }
3639
3640 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3641 {
3642         kmem_cache_free(pwq_cache,
3643                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3644 }
3645
3646 /*
3647  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3648  * and needs to be destroyed.
3649  */
3650 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3651 {
3652         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3653                                                   unbound_release_work);
3654         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3655         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3656         bool is_last;
3657
3658         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3659                 return;
3660
3661         /*
3662          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3663          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3664          * and consistent with the linking path.
3665          */
3666         mutex_lock(&wq->mutex);
3667         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3668         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3669         mutex_unlock(&wq->mutex);
3670
3671         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3672         put_unbound_pool(pool);
3673         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3674
3675         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3676
3677         /*
3678          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3679          * is gonna access it anymore.  Free it.
3680          */
3681         if (is_last) {
3682                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3683                 kfree(wq);
3684         }
3685 }
3686
3687 /**
3688  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3689  * @pwq: target pool_workqueue
3690  *
3691  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3692  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3693  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3694  */
3695 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3696 {
3697         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3698         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3699
3700         /* for @wq->saved_max_active */
3701         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3702
3703         /* fast exit for non-freezable wqs */
3704         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3705                 return;
3706
3707         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3708
3709         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3710                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3711
3712                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3713                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3714                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3715
3716                 /*
3717                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3718                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3719                  */
3720                 wake_up_worker(pwq->pool);
3721         } else {
3722                 pwq->max_active = 0;
3723         }
3724
3725         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3726 }
3727
3728 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3729 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3730                      struct worker_pool *pool)
3731 {
3732         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3733
3734         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3735
3736         pwq->pool = pool;
3737         pwq->wq = wq;
3738         pwq->flush_color = -1;
3739         pwq->refcnt = 1;
3740         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3741         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3742         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3743         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3744 }
3745
3746 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3747 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3748 {
3749         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3750
3751         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3752
3753         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3754         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3755                 return;
3756
3757         /*
3758          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3759          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3760          */
3761         pwq->work_color = wq->work_color;
3762
3763         /* sync max_active to the current setting */
3764         pwq_adjust_max_active(pwq);
3765
3766         /* link in @pwq */
3767         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3768 }
3769
3770 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3771 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3772                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3773 {
3774         struct worker_pool *pool;
3775         struct pool_workqueue *pwq;
3776
3777         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3778
3779         pool = get_unbound_pool(attrs);
3780         if (!pool)
3781                 return NULL;
3782
3783         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3784         if (!pwq) {
3785                 put_unbound_pool(pool);
3786                 return NULL;
3787         }
3788
3789         init_pwq(pwq, wq, pool);
3790         return pwq;
3791 }
3792
3793 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3794 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3795 {
3796         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3797
3798         if (pwq) {
3799                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3800                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3801         }
3802 }
3803
3804 /**
3805  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3806  * @attrs: the wq_attrs of interest
3807  * @node: the target NUMA node
3808  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3809  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3810  *
3811  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3812  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3813  * calculation.  The result is stored in @cpumask.  This function returns
3814  * %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3815  * %false if equal.
3816  *
3817  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3818  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3819  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3820  * @attrs->cpumask.
3821  *
3822  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3823  * stable.
3824  */
3825 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3826                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3827 {
3828         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3829                 goto use_dfl;
3830
3831         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3832         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3833         if (cpu_going_down >= 0)
3834                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3835
3836         if (cpumask_empty(cpumask))
3837                 goto use_dfl;
3838
3839         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3840         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3841         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3842
3843 use_dfl:
3844         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3845         return false;
3846 }
3847
3848 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3849 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3850                                                    int node,
3851                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3852 {
3853         struct pool_workqueue *old_pwq;
3854
3855         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3856
3857         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3858         link_pwq(pwq);
3859
3860         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3861         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3862         return old_pwq;
3863 }
3864
3865 /**
3866  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3867  * @wq: the target workqueue
3868  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3869  *
3870  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3871  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3872  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3873  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3874  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3875  * back-to-back will stay on its current pwq.
3876  *
3877  * Performs GFP_KERNEL allocations.  Returns 0 on success and -errno on
3878  * failure.
3879  */
3880 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3881                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3882 {
3883         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3884         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3885         int node, ret;
3886
3887         /* only unbound workqueues can change attributes */
3888         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3889                 return -EINVAL;
3890
3891         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3892         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3893                 return -EINVAL;
3894
3895         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3896         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3897         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3898         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3899                 goto enomem;
3900
3901         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3902         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3903         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3904
3905         /*
3906          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3907          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3908          * pools.
3909          */
3910         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3911
3912         /*
3913          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3914          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3915          * pwqs accordingly.
3916          */
3917         get_online_cpus();
3918
3919         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3920
3921         /*
3922          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3923          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3924          * it even if we don't use it immediately.
3925          */
3926         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3927         if (!dfl_pwq)
3928                 goto enomem_pwq;
3929
3930         for_each_node(node) {
3931                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3932                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3933                         if (!pwq_tbl[node])
3934                                 goto enomem_pwq;
3935                 } else {
3936                         dfl_pwq->refcnt++;
3937                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3938                 }
3939         }
3940
3941         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3942
3943         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3944         mutex_lock(&wq->mutex);
3945
3946         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3947
3948         /* save the previous pwq and install the new one */
3949         for_each_node(node)
3950                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3951
3952         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3953         link_pwq(dfl_pwq);
3954         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3955
3956         mutex_unlock(&wq->mutex);
3957
3958         /* put the old pwqs */
3959         for_each_node(node)
3960                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3961         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3962
3963         put_online_cpus();
3964         ret = 0;
3965         /* fall through */
3966 out_free:
3967         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3968         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3969         kfree(pwq_tbl);
3970         return ret;
3971
3972 enomem_pwq:
3973         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
3974         for_each_node(node)
3975                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
3976                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
3977         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3978         put_online_cpus();
3979 enomem:
3980         ret = -ENOMEM;
3981         goto out_free;
3982 }
3983
3984 /**
3985  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3986  * @wq: the target workqueue
3987  * @cpu: the CPU coming up or going down
3988  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3989  *
3990  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3991  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3992  * @wq accordingly.
3993  *
3994  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3995  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3996  * correct.
3997  *
3998  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3999  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4000  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4001  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4002  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4003  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4004  * CPU_DOWN_PREPARE.
4005  */
4006 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4007                                    bool online)
4008 {
4009         int node = cpu_to_node(cpu);
4010         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4011         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4012         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4013         cpumask_t *cpumask;
4014
4015         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4016
4017         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4018                 return;
4019
4020         /*
4021          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4022          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4023          * CPU hotplug exclusion.
4024          */
4025         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4026         cpumask = target_attrs->cpumask;
4027
4028         mutex_lock(&wq->mutex);
4029         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4030                 goto out_unlock;
4031
4032         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4033         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4034
4035         /*
4036          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4037          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4038          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4039          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4040          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4041          */
4042         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4043                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4044                         goto out_unlock;
4045         } else {
4046                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4047                         goto out_unlock;
4048                 else
4049                         goto use_dfl_pwq;
4050         }
4051
4052         mutex_unlock(&wq->mutex);
4053
4054         /* create a new pwq */
4055         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4056         if (!pwq) {
4057                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4058                            wq->name);
4059                 goto out_unlock;
4060         }
4061
4062         /*
4063          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4064          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4065          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4066          * inbetween.
4067          */
4068         mutex_lock(&wq->mutex);
4069         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4070         goto out_unlock;
4071
4072 use_dfl_pwq:
4073         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4074         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4075         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4076         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4077 out_unlock:
4078         mutex_unlock(&wq->mutex);
4079         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4080 }
4081
4082 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4083 {
4084         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4085         int cpu, ret;
4086
4087         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4088                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4089                 if (!wq->cpu_pwqs)
4090                         return -ENOMEM;
4091
4092                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4093                         struct pool_workqueue *pwq =
4094                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4095                         struct worker_pool *cpu_pools =
4096                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4097
4098                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4099
4100                         mutex_lock(&wq->mutex);
4101                         link_pwq(pwq);
4102                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4103                 }
4104                 return 0;
4105         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4106                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4107                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4108                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4109                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4110                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4111                 return ret;
4112         } else {
4113                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4114         }
4115 }
4116
4117 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4118                                const char *name)
4119 {
4120         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4121
4122         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4123                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4124                         max_active, name, 1, lim);
4125
4126         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4127 }
4128
4129 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4130                                                unsigned int flags,
4131                                                int max_active,
4132                                                struct lock_class_key *key,
4133                                                const char *lock_name, ...)
4134 {
4135         size_t tbl_size = 0;
4136         va_list args;
4137         struct workqueue_struct *wq;
4138         struct pool_workqueue *pwq;
4139
4140         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4141         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4142                 flags |= WQ_UNBOUND;
4143
4144         /* allocate wq and format name */
4145         if (flags & WQ_UNBOUND)
4146                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4147
4148         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4149         if (!wq)
4150                 return NULL;
4151
4152         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4153                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4154                 if (!wq->unbound_attrs)
4155                         goto err_free_wq;
4156         }
4157
4158         va_start(args, lock_name);
4159         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4160         va_end(args);
4161
4162         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4163         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4164
4165         /* init wq */
4166         wq->flags = flags;
4167         wq->saved_max_active = max_active;
4168         mutex_init(&wq->mutex);
4169         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4170         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4171         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4172         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4173         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4174
4175         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4176         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4177
4178         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4179                 goto err_free_wq;
4180
4181         /*
4182          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4183          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4184          */
4185         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4186                 struct worker *rescuer;
4187
4188                 rescuer = alloc_worker();
4189                 if (!rescuer)
4190                         goto err_destroy;
4191
4192                 rescuer->rescue_wq = wq;
4193                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4194                                                wq->name);
4195                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4196                         kfree(rescuer);
4197                         goto err_destroy;
4198                 }
4199
4200                 wq->rescuer = rescuer;
4201                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4202                 wake_up_process(rescuer->task);
4203         }
4204
4205         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4206                 goto err_destroy;
4207
4208         /*
4209          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4210          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4211          * list.
4212          */
4213         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4214
4215         mutex_lock(&wq->mutex);
4216         for_each_pwq(pwq, wq)
4217                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4218         mutex_unlock(&wq->mutex);
4219
4220         list_add(&wq->list, &workqueues);
4221
4222         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4223
4224         return wq;
4225
4226 err_free_wq:
4227         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4228         kfree(wq);
4229         return NULL;
4230 err_destroy:
4231         destroy_workqueue(wq);
4232         return NULL;
4233 }
4234 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4235
4236 /**
4237  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4238  * @wq: target workqueue
4239  *
4240  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4241  */
4242 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4243 {
4244         struct pool_workqueue *pwq;
4245         int node;
4246
4247         /* drain it before proceeding with destruction */
4248         drain_workqueue(wq);
4249
4250         /* sanity checks */
4251         mutex_lock(&wq->mutex);
4252         for_each_pwq(pwq, wq) {
4253                 int i;
4254
4255                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4256                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4257                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4258                                 return;
4259                         }
4260                 }
4261
4262                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4263                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4264                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4265                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4266                         return;
4267                 }
4268         }
4269         mutex_unlock(&wq->mutex);
4270
4271         /*
4272          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4273          * flushing is complete in case freeze races us.
4274          */
4275         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4276         list_del_init(&wq->list);
4277         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4278
4279         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4280
4281         if (wq->rescuer) {
4282                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4283                 kfree(wq->rescuer);
4284                 wq->rescuer = NULL;
4285         }
4286
4287         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4288                 /*
4289                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4290                  * free the pwqs and wq.
4291                  */
4292                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4293                 kfree(wq);
4294         } else {
4295                 /*
4296                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4297                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4298                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4299                  */
4300                 for_each_node(node) {
4301                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4302                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4303                         put_pwq_unlocked(pwq);
4304                 }
4305
4306                 /*
4307                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4308                  * put.  Don't access it afterwards.
4309                  */
4310                 pwq = wq->dfl_pwq;
4311                 wq->dfl_pwq = NULL;
4312                 put_pwq_unlocked(pwq);
4313         }
4314 }
4315 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4316
4317 /**
4318  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4319  * @wq: target workqueue
4320  * @max_active: new max_active value.
4321  *
4322  * Set max_active of @wq to @max_active.
4323  *
4324  * CONTEXT:
4325  * Don't call from IRQ context.
4326  */
4327 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4328 {
4329         struct pool_workqueue *pwq;
4330
4331         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4332         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4333                 return;
4334
4335         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4336
4337         mutex_lock(&wq->mutex);
4338
4339         wq->saved_max_active = max_active;
4340
4341         for_each_pwq(pwq, wq)
4342                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4343
4344         mutex_unlock(&wq->mutex);
4345 }
4346 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4347
4348 /**
4349  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4350  *
4351  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4352  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4353  */
4354 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4355 {
4356         struct worker *worker = current_wq_worker();
4357
4358         return worker && worker->rescue_wq;
4359 }
4360
4361 /**
4362  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4363  * @cpu: CPU in question
4364  * @wq: target workqueue
4365  *
4366  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4367  * no synchronization around this function and the test result is
4368  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4369  *
4370  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4371  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4372  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4373  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4374  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4375  *
4376  * RETURNS:
4377  * %true if congested, %false otherwise.
4378  */
4379 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4380 {
4381         struct pool_workqueue *pwq;
4382         bool ret;
4383
4384         rcu_read_lock_sched();
4385
4386         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4387                 cpu = smp_processor_id();
4388
4389         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4390                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4391         else
4392                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4393
4394         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4395         rcu_read_unlock_sched();
4396
4397         return ret;
4398 }
4399 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4400
4401 /**
4402  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4403  * @work: the work to be tested
4404  *
4405  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4406  * synchronization around this function and the test result is
4407  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4408  *
4409  * RETURNS:
4410  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4411  */
4412 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4413 {
4414         struct worker_pool *pool;
4415         unsigned long flags;
4416         unsigned int ret = 0;
4417
4418         if (work_pending(work))
4419                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4420
4421         local_irq_save(flags);
4422         pool = get_work_pool(work);
4423         if (pool) {
4424                 spin_lock(&pool->lock);
4425                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4426                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4427                 spin_unlock(&pool->lock);
4428         }
4429         local_irq_restore(flags);
4430
4431         return ret;
4432 }
4433 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4434
4435 /**
4436  * set_worker_desc - set description for the current work item
4437  * @fmt: printf-style format string
4438  * @...: arguments for the format string
4439  *
4440  * This function can be called by a running work function to describe what
4441  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4442  * information will be printed out together to help debugging.  The
4443  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4444  */
4445 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4446 {
4447         struct worker *worker = current_wq_worker();
4448         va_list args;
4449
4450         if (worker) {
4451                 va_start(args, fmt);
4452                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4453                 va_end(args);
4454                 worker->desc_valid = true;
4455         }
4456 }
4457
4458 /**
4459  * print_worker_info - print out worker information and description
4460  * @log_lvl: the log level to use when printing
4461  * @task: target task
4462  *
4463  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4464  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4465  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4466  *
4467  * This function can be safely called on any task as long as the
4468  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4469  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4470  */
4471 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4472 {
4473         work_func_t *fn = NULL;
4474         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4475         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4476         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4477         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4478         bool desc_valid = false;
4479         struct worker *worker;
4480
4481         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4482                 return;
4483
4484         /*
4485          * This function is called without any synchronization and @task
4486          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4487          */
4488         worker = probe_kthread_data(task);
4489
4490         /*
4491          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4492          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4493          */
4494         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4495         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4496         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4497         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4498
4499         /* copy worker description */
4500         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4501         if (desc_valid)
4502                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4503
4504         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4505                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4506                 if (desc[0])
4507                         pr_cont(" (%s)", desc);
4508                 pr_cont("\n");
4509         }
4510 }
4511
4512 /*
4513  * CPU hotplug.
4514  *
4515  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4516  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4517  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4518  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4519  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4520  * blocked draining impractical.
4521  *
4522  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4523  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4524  * cpu comes back online.
4525  */
4526
4527 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4528 {
4529         int cpu = smp_processor_id();
4530         struct worker_pool *pool;
4531         struct worker *worker;
4532         int wi;
4533
4534         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4535                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4536
4537                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4538                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4539
4540                 /*
4541                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4542                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4543                  * except for the ones which are still executing works from
4544                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4545                  * this, they may become diasporas.
4546                  */
4547                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4548                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4549
4550                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4551
4552                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4553                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4554
4555                 /*
4556                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4557                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4558                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4559                  * from other cpus.
4560                  */
4561                 schedule();
4562
4563                 /*
4564                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4565                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4566                  * and keep_working() are always true as long as the
4567                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4568                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4569                  * are served by workers tied to the pool.
4570                  */
4571                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4572
4573                 /*
4574                  * With concurrency management just turned off, a busy
4575                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4576                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4577                  */
4578                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4579                 wake_up_worker(pool);
4580                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4581         }
4582 }
4583
4584 /**
4585  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4586  * @pool: pool of interest
4587  *
4588  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4589  */
4590 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4591 {
4592         struct worker *worker;
4593         int wi;
4594
4595         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4596
4597         /*
4598          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4599          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4600          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4601          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4602          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4603          */
4604         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4605                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4606                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4607
4608         spin_lock_irq(&pool->lock);
4609
4610         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4611                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4612
4613                 /*
4614                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4615                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4616                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4617                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4618                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4619                  * be bound before @pool->lock is released.
4620                  */
4621                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4622                         wake_up_process(worker->task);
4623
4624                 /*
4625                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4626                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4627                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4628                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4629                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4630                  * concurrency management.  Note that when or whether
4631                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4632                  *
4633                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4634                  * tested without holding any lock in
4635                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4636                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4637                  * management operations.
4638                  */
4639                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4640                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4641                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4642                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4643         }
4644
4645         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4646 }
4647
4648 /**
4649  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4650  * @pool: unbound pool of interest
4651  * @cpu: the CPU which is coming up
4652  *
4653  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4654  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4655  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4656  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4657  */
4658 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4659 {
4660         static cpumask_t cpumask;
4661         struct worker *worker;
4662         int wi;
4663
4664         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4665
4666         /* is @cpu allowed for @pool? */
4667         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4668                 return;
4669
4670         /* is @cpu the only online CPU? */
4671         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4672         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4673                 return;
4674
4675         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4676         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4677                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4678                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4679 }
4680
4681 /*
4682  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4683  * This will be registered high priority CPU notifier.
4684  */
4685 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4686                                                unsigned long action,
4687                                                void *hcpu)
4688 {
4689         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4690         struct worker_pool *pool;
4691         struct workqueue_struct *wq;
4692         int pi;
4693
4694         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4695         case CPU_UP_PREPARE:
4696                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4697                         if (pool->nr_workers)
4698                                 continue;
4699                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4700                                 return NOTIFY_BAD;
4701                 }
4702                 break;
4703
4704         case CPU_DOWN_FAILED:
4705         case CPU_ONLINE:
4706                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4707
4708                 for_each_pool(pool, pi) {
4709                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4710
4711                         if (pool->cpu == cpu) {
4712                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4713                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4714                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4715
4716                                 rebind_workers(pool);
4717                         } else if (pool->cpu < 0) {
4718                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4719                         }
4720
4721                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4722                 }
4723
4724                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4725                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4726                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4727
4728                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4729                 break;
4730         }
4731         return NOTIFY_OK;
4732 }
4733
4734 /*
4735  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4736  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4737  */
4738 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4739                                                  unsigned long action,
4740                                                  void *hcpu)
4741 {
4742         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4743         struct work_struct unbind_work;
4744         struct workqueue_struct *wq;
4745
4746         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4747         case CPU_DOWN_PREPARE:
4748                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4749                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4750                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4751
4752                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4753                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4754                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4755                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4756                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4757
4758                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4759                 flush_work(&unbind_work);
4760                 break;
4761         }
4762         return NOTIFY_OK;
4763 }
4764
4765 #ifdef CONFIG_SMP
4766
4767 struct work_for_cpu {
4768         struct work_struct work;
4769         long (*fn)(void *);
4770         void *arg;
4771         long ret;
4772 };
4773
4774 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4775 {
4776         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4777
4778         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4779 }
4780
4781 /**
4782  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4783  * @cpu: the cpu to run on
4784  * @fn: the function to run
4785  * @arg: the function arg
4786  *
4787  * This will return the value @fn returns.
4788  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4789  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4790  */
4791 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4792 {
4793         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4794
4795         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4796         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4797         flush_work(&wfc.work);
4798         return wfc.ret;
4799 }
4800 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4801 #endif /* CONFIG_SMP */
4802
4803 #ifdef CONFIG_FREEZER
4804
4805 /**
4806  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4807  *
4808  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4809  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4810  * pool->worklist.
4811  *
4812  * CONTEXT:
4813  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4814  */
4815 void freeze_workqueues_begin(void)
4816 {
4817         struct worker_pool *pool;
4818         struct workqueue_struct *wq;
4819         struct pool_workqueue *pwq;
4820         int pi;
4821
4822         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4823
4824         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4825         workqueue_freezing = true;
4826
4827         /* set FREEZING */
4828         for_each_pool(pool, pi) {
4829                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4830                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4831                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4832                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4833         }
4834
4835         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4836                 mutex_lock(&wq->mutex);
4837                 for_each_pwq(pwq, wq)
4838                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4839                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4840         }
4841
4842         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4843 }
4844
4845 /**
4846  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4847  *
4848  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4849  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4850  *
4851  * CONTEXT:
4852  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4853  *
4854  * RETURNS:
4855  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4856  * is complete.
4857  */
4858 bool freeze_workqueues_busy(void)
4859 {
4860         bool busy = false;
4861         struct workqueue_struct *wq;
4862         struct pool_workqueue *pwq;
4863
4864         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4865
4866         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4867
4868         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4869                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4870                         continue;
4871                 /*
4872                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4873                  * to peek without lock.
4874                  */
4875                 rcu_read_lock_sched();
4876                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4877                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4878                         if (pwq->nr_active) {
4879                                 busy = true;
4880                                 rcu_read_unlock_sched();
4881                                 goto out_unlock;
4882                         }
4883                 }
4884                 rcu_read_unlock_sched();
4885         }
4886 out_unlock:
4887         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4888         return busy;
4889 }
4890
4891 /**
4892  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4893  *
4894  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4895  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4896  *
4897  * CONTEXT:
4898  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4899  */
4900 void thaw_workqueues(void)
4901 {
4902         struct workqueue_struct *wq;
4903         struct pool_workqueue *pwq;
4904         struct worker_pool *pool;
4905         int pi;
4906
4907         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4908
4909         if (!workqueue_freezing)
4910                 goto out_unlock;
4911
4912         /* clear FREEZING */
4913         for_each_pool(pool, pi) {
4914                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4915                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4916                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4917                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4918         }
4919
4920         /* restore max_active and repopulate worklist */
4921         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4922                 mutex_lock(&wq->mutex);
4923                 for_each_pwq(pwq, wq)
4924                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4925                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4926         }
4927
4928         workqueue_freezing = false;
4929 out_unlock:
4930         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4931 }
4932 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4933
4934 static void __init wq_numa_init(void)
4935 {
4936         cpumask_var_t *tbl;
4937         int node, cpu;
4938
4939         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4940         for_each_node(node)
4941                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4942
4943         if (num_possible_nodes() <= 1)
4944                 return;
4945
4946         if (wq_disable_numa) {
4947                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4948                 return;
4949         }
4950
4951         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4952         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4953
4954         /*
4955          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4956          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4957          * fully initialized by now.
4958          */
4959         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
4960         BUG_ON(!tbl);
4961
4962         for_each_node(node)
4963                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
4964                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
4965
4966         for_each_possible_cpu(cpu) {
4967                 node = cpu_to_node(cpu);
4968                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
4969                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
4970                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
4971                         return;
4972                 }
4973                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
4974         }
4975
4976         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
4977         wq_numa_enabled = true;
4978 }
4979
4980 static int __init init_workqueues(void)
4981 {
4982         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
4983         int i, cpu;
4984
4985         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
4986         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
4987                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
4988
4989         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
4990
4991         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
4992
4993         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
4994         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
4995
4996         wq_numa_init();
4997
4998         /* initialize CPU pools */
4999         for_each_possible_cpu(cpu) {
5000                 struct worker_pool *pool;
5001
5002                 i = 0;
5003                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5004                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5005                         pool->cpu = cpu;
5006                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5007                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5008                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5009
5010                         /* alloc pool ID */
5011                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5012                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5013                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5014                 }
5015         }
5016
5017         /* create the initial worker */
5018         for_each_online_cpu(cpu) {
5019                 struct worker_pool *pool;
5020
5021                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5022                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5023                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5024                 }
5025         }
5026
5027         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5028         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5029                 struct workqueue_attrs *attrs;
5030
5031                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5032                 attrs->nice = std_nice[i];
5033                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5034
5035                 /*
5036                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5037                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5038                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5039                  */
5040                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5041                 attrs->nice = std_nice[i];
5042                 attrs->no_numa = true;
5043                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5044         }
5045
5046         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5047         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5048         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5049         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5050                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5051         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5052                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5053         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5054                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5055         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5056                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5057                                               0);
5058         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5059                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5060                !system_power_efficient_wq ||
5061                !system_freezable_power_efficient_wq);
5062         return 0;
5063 }
5064 early_initcall(init_workqueues);