Merge branch 'linux-linaro-lsk' into linux-linaro-lsk-android
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/jhash.h>
45 #include <linux/hashtable.h>
46 #include <linux/rculist.h>
47 #include <linux/nodemask.h>
48 #include <linux/moduleparam.h>
49 #include <linux/uaccess.h>
50
51 #include "workqueue_internal.h"
52
53 enum {
54         /*
55          * worker_pool flags
56          *
57          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
58          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
59          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
60          * is in effect.
61          *
62          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
63          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
64          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
65          *
66          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
67          * manager_mutex to avoid changing binding state while
68          * create_worker() is in progress.
69          */
70         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
73
74         /* worker flags */
75         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
76         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
77         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
78         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
79         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
80         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
81         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
82
83         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
84                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
85
86         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
87
88         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
89         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
90
91         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
92         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
93
94         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
95                                                 /* call for help after 10ms
96                                                    (min two ticks) */
97         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
98         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
99
100         /*
101          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
102          * all cpus.  Give -20.
103          */
104         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
105         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
106
107         WQ_NAME_LEN             = 24,
108 };
109
110 /*
111  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
112  *
113  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
114  *    everyone else.
115  *
116  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
117  *    only be modified and accessed from the local cpu.
118  *
119  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
120  *
121  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
122  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
123  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
124  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
125  *
126  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
127  *     locks.  Reads can happen under either lock.
128  *
129  * PL: wq_pool_mutex protected.
130  *
131  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
132  *
133  * WQ: wq->mutex protected.
134  *
135  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
136  *
137  * MD: wq_mayday_lock protected.
138  */
139
140 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
141
142 struct worker_pool {
143         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
144         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
145         int                     node;           /* I: the associated node ID */
146         int                     id;             /* I: pool ID */
147         unsigned int            flags;          /* X: flags */
148
149         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
150         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
151
152         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
153         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
154
155         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
156         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
157         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
158
159         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
160         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
161                                                 /* L: hash of busy workers */
162
163         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
164         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
165         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
166         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
167
168         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
169         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
170         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
171
172         /*
173          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
174          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
175          * cacheline.
176          */
177         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
178
179         /*
180          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
181          * from get_work_pool().
182          */
183         struct rcu_head         rcu;
184 } ____cacheline_aligned_in_smp;
185
186 /*
187  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
188  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
189  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
190  * number of flag bits.
191  */
192 struct pool_workqueue {
193         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
194         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
195         int                     work_color;     /* L: current color */
196         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
197         int                     refcnt;         /* L: reference count */
198         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
199                                                 /* L: nr of in_flight works */
200         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
201         int                     max_active;     /* L: max active works */
202         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
203         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
204         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
205
206         /*
207          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
208          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
209          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
210          * determined without grabbing wq->mutex.
211          */
212         struct work_struct      unbound_release_work;
213         struct rcu_head         rcu;
214 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
215
216 /*
217  * Structure used to wait for workqueue flush.
218  */
219 struct wq_flusher {
220         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
221         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
222         struct completion       done;           /* flush completion */
223 };
224
225 struct wq_device;
226
227 /*
228  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
229  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
230  */
231 struct workqueue_struct {
232         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
233         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
234
235         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
236         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
237         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
238         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
239         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
240         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
241         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
242
243         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
244         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
245
246         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
247         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
248
249         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
250         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
251
252 #ifdef CONFIG_SYSFS
253         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
254 #endif
255 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
256         struct lockdep_map      lockdep_map;
257 #endif
258         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
259
260         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
261         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
262         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
263         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
264 };
265
266 static struct kmem_cache *pwq_cache;
267
268 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
269 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
270                                         /* possible CPUs of each node */
271
272 static bool wq_disable_numa;
273 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
274
275 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
276 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
277 static bool wq_power_efficient = true;
278 #else
279 static bool wq_power_efficient;
280 #endif
281
282 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
283
284 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
285
286 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
287 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
288
289 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
290 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
291
292 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
293 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
294
295 /* the per-cpu worker pools */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
297                                      cpu_worker_pools);
298
299 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
300
301 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
302 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
303
304 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
305 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
306
307 /* 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                 /*
1898                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1899                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1900                  * rescuer is done with it.
1901                  */
1902                 get_pwq(pwq);
1903                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1904                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1905         }
1906 }
1907
1908 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1909 {
1910         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1911         struct work_struct *work;
1912
1913         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1914         spin_lock(&pool->lock);
1915
1916         if (need_to_create_worker(pool)) {
1917                 /*
1918                  * We've been trying to create a new worker but
1919                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1920                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1921                  * rescuers.
1922                  */
1923                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1924                         send_mayday(work);
1925         }
1926
1927         spin_unlock(&pool->lock);
1928         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1929
1930         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1931 }
1932
1933 /**
1934  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1935  * @pool: pool to create a new worker for
1936  *
1937  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1938  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1939  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1940  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1941  * possible allocation deadlock.
1942  *
1943  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1944  * may_start_working() %true.
1945  *
1946  * LOCKING:
1947  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1948  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1949  * manager.
1950  *
1951  * RETURNS:
1952  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1953  * otherwise.
1954  */
1955 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1956 __releases(&pool->lock)
1957 __acquires(&pool->lock)
1958 {
1959         if (!need_to_create_worker(pool))
1960                 return false;
1961 restart:
1962         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1963
1964         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1965         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1966
1967         while (true) {
1968                 struct worker *worker;
1969
1970                 worker = create_worker(pool);
1971                 if (worker) {
1972                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1973                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1974                         start_worker(worker);
1975                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1976                                 goto restart;
1977                         return true;
1978                 }
1979
1980                 if (!need_to_create_worker(pool))
1981                         break;
1982
1983                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1984                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1985
1986                 if (!need_to_create_worker(pool))
1987                         break;
1988         }
1989
1990         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1991         spin_lock_irq(&pool->lock);
1992         if (need_to_create_worker(pool))
1993                 goto restart;
1994         return true;
1995 }
1996
1997 /**
1998  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1999  * @pool: pool to destroy workers for
2000  *
2001  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2002  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2003  *
2004  * LOCKING:
2005  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2006  * multiple times.  Called only from manager.
2007  *
2008  * RETURNS:
2009  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2010  * otherwise.
2011  */
2012 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2013 {
2014         bool ret = false;
2015
2016         while (too_many_workers(pool)) {
2017                 struct worker *worker;
2018                 unsigned long expires;
2019
2020                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2021                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2022
2023                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2024                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2025                         break;
2026                 }
2027
2028                 destroy_worker(worker);
2029                 ret = true;
2030         }
2031
2032         return ret;
2033 }
2034
2035 /**
2036  * manage_workers - manage worker pool
2037  * @worker: self
2038  *
2039  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2040  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2041  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2042  *
2043  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2044  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2045  * and may_start_working() is true.
2046  *
2047  * CONTEXT:
2048  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2049  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2050  *
2051  * RETURNS:
2052  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2053  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2054  */
2055 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2056 {
2057         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2058         bool ret = false;
2059
2060         /*
2061          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2062          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2063          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2064          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2065          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2066          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2067          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2068          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2069          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2070          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2071          *
2072          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2073          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2074          * of management operations, including creation and destruction of
2075          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2076          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2077          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2078          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2079          * manager_mutex.
2080          */
2081         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2082                 return ret;
2083
2084         /*
2085          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2086          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2087          */
2088         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2089                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2090                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2091                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2092                 ret = true;
2093         }
2094
2095         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2096
2097         /*
2098          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2099          * on return.
2100          */
2101         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2102         ret |= maybe_create_worker(pool);
2103
2104         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2105         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2106         return ret;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * process_one_work - process single work
2111  * @worker: self
2112  * @work: work to process
2113  *
2114  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2115  * process a single work including synchronization against and
2116  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2117  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2118  * call this function to process a work.
2119  *
2120  * CONTEXT:
2121  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2122  */
2123 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2124 __releases(&pool->lock)
2125 __acquires(&pool->lock)
2126 {
2127         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2128         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2129         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2130         int work_color;
2131         struct worker *collision;
2132 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2133         /*
2134          * It is permissible to free the struct work_struct from
2135          * inside the function that is called from it, this we need to
2136          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2137          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2138          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2139          */
2140         struct lockdep_map lockdep_map;
2141
2142         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2143 #endif
2144         /*
2145          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2146          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2147          * unbound or a disassociated pool.
2148          */
2149         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2150                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2151                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2152
2153         /*
2154          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2155          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2156          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2157          * currently executing one.
2158          */
2159         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2160         if (unlikely(collision)) {
2161                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2162                 return;
2163         }
2164
2165         /* claim and dequeue */
2166         debug_work_deactivate(work);
2167         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2168         worker->current_work = work;
2169         worker->current_func = work->func;
2170         worker->current_pwq = pwq;
2171         work_color = get_work_color(work);
2172
2173         list_del_init(&work->entry);
2174
2175         /*
2176          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2177          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2178          */
2179         if (unlikely(cpu_intensive))
2180                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2181
2182         /*
2183          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2184          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2185          */
2186         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2187                 wake_up_worker(pool);
2188
2189         /*
2190          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2191          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2192          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2193          * disabled.
2194          */
2195         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2196
2197         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2198
2199         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2200         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2201         trace_workqueue_execute_start(work);
2202         worker->current_func(work);
2203         /*
2204          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2205          * point will only record its address.
2206          */
2207         trace_workqueue_execute_end(work);
2208         lock_map_release(&lockdep_map);
2209         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2210
2211         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2212                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2213                        "     last function: %pf\n",
2214                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2215                        worker->current_func);
2216                 debug_show_held_locks(current);
2217                 dump_stack();
2218         }
2219
2220         /*
2221          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2222          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2223          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2224          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2225          * stop_machine.
2226          */
2227         cond_resched();
2228
2229         spin_lock_irq(&pool->lock);
2230
2231         /* clear cpu intensive status */
2232         if (unlikely(cpu_intensive))
2233                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2234
2235         /* we're done with it, release */
2236         hash_del(&worker->hentry);
2237         worker->current_work = NULL;
2238         worker->current_func = NULL;
2239         worker->current_pwq = NULL;
2240         worker->desc_valid = false;
2241         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2242 }
2243
2244 /**
2245  * process_scheduled_works - process scheduled works
2246  * @worker: self
2247  *
2248  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2249  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2250  * fetches a work from the top and executes it.
2251  *
2252  * CONTEXT:
2253  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2254  * multiple times.
2255  */
2256 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2257 {
2258         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2259                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2260                                                 struct work_struct, entry);
2261                 process_one_work(worker, work);
2262         }
2263 }
2264
2265 /**
2266  * worker_thread - the worker thread function
2267  * @__worker: self
2268  *
2269  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2270  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2271  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2272  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2273  * will be explained in rescuer_thread().
2274  */
2275 static int worker_thread(void *__worker)
2276 {
2277         struct worker *worker = __worker;
2278         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2279
2280         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2281         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2282 woke_up:
2283         spin_lock_irq(&pool->lock);
2284
2285         /* am I supposed to die? */
2286         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2287                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2288                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2289                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2290                 return 0;
2291         }
2292
2293         worker_leave_idle(worker);
2294 recheck:
2295         /* no more worker necessary? */
2296         if (!need_more_worker(pool))
2297                 goto sleep;
2298
2299         /* do we need to manage? */
2300         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2301                 goto recheck;
2302
2303         /*
2304          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2305          * preparing to process a work or actually processing it.
2306          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2307          */
2308         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2309
2310         /*
2311          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2312          * worker or that someone else has already assumed the manager
2313          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2314          * management if applicable and concurrency management is restored
2315          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2316          */
2317         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2318
2319         do {
2320                 struct work_struct *work =
2321                         list_first_entry(&pool->worklist,
2322                                          struct work_struct, entry);
2323
2324                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2325                         /* optimization path, not strictly necessary */
2326                         process_one_work(worker, work);
2327                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2328                                 process_scheduled_works(worker);
2329                 } else {
2330                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2331                         process_scheduled_works(worker);
2332                 }
2333         } while (keep_working(pool));
2334
2335         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2336 sleep:
2337         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2338                 goto recheck;
2339
2340         /*
2341          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2342          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2343          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2344          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2345          * event.
2346          */
2347         worker_enter_idle(worker);
2348         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2349         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2350         schedule();
2351         goto woke_up;
2352 }
2353
2354 /**
2355  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2356  * @__rescuer: self
2357  *
2358  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2359  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2360  *
2361  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2362  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2363  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2364  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2365  * the problem rescuer solves.
2366  *
2367  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2368  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2369  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2370  *
2371  * This should happen rarely.
2372  */
2373 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2374 {
2375         struct worker *rescuer = __rescuer;
2376         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2377         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2378         bool should_stop;
2379
2380         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2381
2382         /*
2383          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2384          * doesn't participate in concurrency management.
2385          */
2386         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2387 repeat:
2388         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2389
2390         /*
2391          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2392          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2393          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2394          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2395          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2396          * list is always empty on exit.
2397          */
2398         should_stop = kthread_should_stop();
2399
2400         /* see whether any pwq is asking for help */
2401         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2402
2403         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2404                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2405                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2406                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2407                 struct work_struct *work, *n;
2408
2409                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2410                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2411
2412                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2413
2414                 /* migrate to the target cpu if possible */
2415                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2416                 rescuer->pool = pool;
2417
2418                 /*
2419                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2420                  * process'em.
2421                  */
2422                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2423                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2424                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2425                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2426
2427                 process_scheduled_works(rescuer);
2428
2429                 /*
2430                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2431                  * go away while we're holding its lock.
2432                  */
2433                 put_pwq(pwq);
2434
2435                 /*
2436                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2437                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2438                  * and stalling the execution.
2439                  */
2440                 if (keep_working(pool))
2441                         wake_up_worker(pool);
2442
2443                 rescuer->pool = NULL;
2444                 spin_unlock(&pool->lock);
2445                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2446         }
2447
2448         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2449
2450         if (should_stop) {
2451                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2452                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2453                 return 0;
2454         }
2455
2456         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2457         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2458         schedule();
2459         goto repeat;
2460 }
2461
2462 struct wq_barrier {
2463         struct work_struct      work;
2464         struct completion       done;
2465 };
2466
2467 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2468 {
2469         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2470         complete(&barr->done);
2471 }
2472
2473 /**
2474  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2475  * @pwq: pwq to insert barrier into
2476  * @barr: wq_barrier to insert
2477  * @target: target work to attach @barr to
2478  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2479  *
2480  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2481  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2482  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2483  * cpu.
2484  *
2485  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2486  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2487  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2488  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2489  * after a work with LINKED flag set.
2490  *
2491  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2492  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2493  *
2494  * CONTEXT:
2495  * spin_lock_irq(pool->lock).
2496  */
2497 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2498                               struct wq_barrier *barr,
2499                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2500 {
2501         struct list_head *head;
2502         unsigned int linked = 0;
2503
2504         /*
2505          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2506          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2507          * checks and call back into the fixup functions where we
2508          * might deadlock.
2509          */
2510         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2511         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2512         init_completion(&barr->done);
2513
2514         /*
2515          * If @target is currently being executed, schedule the
2516          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2517          */
2518         if (worker)
2519                 head = worker->scheduled.next;
2520         else {
2521                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2522
2523                 head = target->entry.next;
2524                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2525                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2526                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2527         }
2528
2529         debug_work_activate(&barr->work);
2530         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2531                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2532 }
2533
2534 /**
2535  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2536  * @wq: workqueue being flushed
2537  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2538  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2539  *
2540  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2541  *
2542  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2543  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2544  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2545  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2546  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2547  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2548  *
2549  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2550  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2551  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2552  * is returned.
2553  *
2554  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2555  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2556  * advanced to @work_color.
2557  *
2558  * CONTEXT:
2559  * mutex_lock(wq->mutex).
2560  *
2561  * RETURNS:
2562  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2563  * otherwise.
2564  */
2565 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2566                                       int flush_color, int work_color)
2567 {
2568         bool wait = false;
2569         struct pool_workqueue *pwq;
2570
2571         if (flush_color >= 0) {
2572                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2573                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2574         }
2575
2576         for_each_pwq(pwq, wq) {
2577                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2578
2579                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2580
2581                 if (flush_color >= 0) {
2582                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2583
2584                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2585                                 pwq->flush_color = flush_color;
2586                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2587                                 wait = true;
2588                         }
2589                 }
2590
2591                 if (work_color >= 0) {
2592                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2593                         pwq->work_color = work_color;
2594                 }
2595
2596                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2597         }
2598
2599         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2600                 complete(&wq->first_flusher->done);
2601
2602         return wait;
2603 }
2604
2605 /**
2606  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2607  * @wq: workqueue to flush
2608  *
2609  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2610  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2611  */
2612 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2613 {
2614         struct wq_flusher this_flusher = {
2615                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2616                 .flush_color = -1,
2617                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2618         };
2619         int next_color;
2620
2621         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2622         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2623
2624         mutex_lock(&wq->mutex);
2625
2626         /*
2627          * Start-to-wait phase
2628          */
2629         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2630
2631         if (next_color != wq->flush_color) {
2632                 /*
2633                  * Color space is not full.  The current work_color
2634                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2635                  * by one.
2636                  */
2637                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2638                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2639                 wq->work_color = next_color;
2640
2641                 if (!wq->first_flusher) {
2642                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2643                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2644
2645                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2646
2647                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2648                                                        wq->work_color)) {
2649                                 /* nothing to flush, done */
2650                                 wq->flush_color = next_color;
2651                                 wq->first_flusher = NULL;
2652                                 goto out_unlock;
2653                         }
2654                 } else {
2655                         /* wait in queue */
2656                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2657                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2658                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2659                 }
2660         } else {
2661                 /*
2662                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2663                  * The next flush completion will assign us
2664                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2665                  */
2666                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2667         }
2668
2669         mutex_unlock(&wq->mutex);
2670
2671         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2672
2673         /*
2674          * Wake-up-and-cascade phase
2675          *
2676          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2677          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2678          */
2679         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2680                 return;
2681
2682         mutex_lock(&wq->mutex);
2683
2684         /* we might have raced, check again with mutex held */
2685         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2686                 goto out_unlock;
2687
2688         wq->first_flusher = NULL;
2689
2690         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2691         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2692
2693         while (true) {
2694                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2695
2696                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2697                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2698                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2699                                 break;
2700                         list_del_init(&next->list);
2701                         complete(&next->done);
2702                 }
2703
2704                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2705                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2706
2707                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2708                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2709
2710                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2711                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2712                         /*
2713                          * Assign the same color to all overflowed
2714                          * flushers, advance work_color and append to
2715                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2716                          * phase for these overflowed flushers.
2717                          */
2718                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2719                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2720
2721                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2722
2723                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2724                                               &wq->flusher_queue);
2725                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2726                 }
2727
2728                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2729                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2730                         break;
2731                 }
2732
2733                 /*
2734                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2735                  * the new first flusher and arm pwqs.
2736                  */
2737                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2738                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2739
2740                 list_del_init(&next->list);
2741                 wq->first_flusher = next;
2742
2743                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2744                         break;
2745
2746                 /*
2747                  * Meh... this color is already done, clear first
2748                  * flusher and repeat cascading.
2749                  */
2750                 wq->first_flusher = NULL;
2751         }
2752
2753 out_unlock:
2754         mutex_unlock(&wq->mutex);
2755 }
2756 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2757
2758 /**
2759  * drain_workqueue - drain a workqueue
2760  * @wq: workqueue to drain
2761  *
2762  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2763  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2764  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2765  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2766  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2767  * takes too long.
2768  */
2769 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2770 {
2771         unsigned int flush_cnt = 0;
2772         struct pool_workqueue *pwq;
2773
2774         /*
2775          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2776          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2777          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2778          */
2779         mutex_lock(&wq->mutex);
2780         if (!wq->nr_drainers++)
2781                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2782         mutex_unlock(&wq->mutex);
2783 reflush:
2784         flush_workqueue(wq);
2785
2786         mutex_lock(&wq->mutex);
2787
2788         for_each_pwq(pwq, wq) {
2789                 bool drained;
2790
2791                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2792                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2793                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2794
2795                 if (drained)
2796                         continue;
2797
2798                 if (++flush_cnt == 10 ||
2799                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2800                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2801                                 wq->name, flush_cnt);
2802
2803                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2804                 goto reflush;
2805         }
2806
2807         if (!--wq->nr_drainers)
2808                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2809         mutex_unlock(&wq->mutex);
2810 }
2811 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2812
2813 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2814 {
2815         struct worker *worker = NULL;
2816         struct worker_pool *pool;
2817         struct pool_workqueue *pwq;
2818
2819         might_sleep();
2820
2821         local_irq_disable();
2822         pool = get_work_pool(work);
2823         if (!pool) {
2824                 local_irq_enable();
2825                 return false;
2826         }
2827
2828         spin_lock(&pool->lock);
2829         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2830         pwq = get_work_pwq(work);
2831         if (pwq) {
2832                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2833                         goto already_gone;
2834         } else {
2835                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2836                 if (!worker)
2837                         goto already_gone;
2838                 pwq = worker->current_pwq;
2839         }
2840
2841         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2842         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2843
2844         /*
2845          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2846          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2847          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2848          * access.
2849          */
2850         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2851                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2852         else
2853                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2854         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2855
2856         return true;
2857 already_gone:
2858         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2859         return false;
2860 }
2861
2862 /**
2863  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2864  * @work: the work to flush
2865  *
2866  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2867  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2868  *
2869  * RETURNS:
2870  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2871  * %false if it was already idle.
2872  */
2873 bool flush_work(struct work_struct *work)
2874 {
2875         struct wq_barrier barr;
2876
2877         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2878         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2879
2880         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2881                 wait_for_completion(&barr.done);
2882                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2883                 return true;
2884         } else {
2885                 return false;
2886         }
2887 }
2888 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2889
2890 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2891 {
2892         unsigned long flags;
2893         int ret;
2894
2895         do {
2896                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2897                 /*
2898                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2899                  * would be waiting for before retrying.
2900                  */
2901                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2902                         flush_work(work);
2903         } while (unlikely(ret < 0));
2904
2905         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2906         mark_work_canceling(work);
2907         local_irq_restore(flags);
2908
2909         flush_work(work);
2910         clear_work_data(work);
2911         return ret;
2912 }
2913
2914 /**
2915  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2916  * @work: the work to cancel
2917  *
2918  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2919  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2920  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2921  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2922  *
2923  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2924  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2925  *
2926  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2927  * queued can't be destroyed before this function returns.
2928  *
2929  * RETURNS:
2930  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2931  */
2932 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2933 {
2934         return __cancel_work_timer(work, false);
2935 }
2936 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2937
2938 /**
2939  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2940  * @dwork: the delayed work to flush
2941  *
2942  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2943  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2944  * considers the last queueing instance of @dwork.
2945  *
2946  * RETURNS:
2947  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2948  * %false if it was already idle.
2949  */
2950 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2951 {
2952         local_irq_disable();
2953         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2954                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2955         local_irq_enable();
2956         return flush_work(&dwork->work);
2957 }
2958 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2959
2960 /**
2961  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2962  * @dwork: delayed_work to cancel
2963  *
2964  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2965  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2966  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2967  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2968  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2969  *
2970  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2971  */
2972 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2973 {
2974         unsigned long flags;
2975         int ret;
2976
2977         do {
2978                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2979         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2980
2981         if (unlikely(ret < 0))
2982                 return false;
2983
2984         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2985                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2986         local_irq_restore(flags);
2987         return ret;
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2990
2991 /**
2992  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2993  * @dwork: the delayed work cancel
2994  *
2995  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2996  *
2997  * RETURNS:
2998  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2999  */
3000 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3001 {
3002         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3003 }
3004 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3005
3006 /**
3007  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3008  * @func: the function to call
3009  *
3010  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3011  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3012  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3013  *
3014  * RETURNS:
3015  * 0 on success, -errno on failure.
3016  */
3017 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3018 {
3019         int cpu;
3020         struct work_struct __percpu *works;
3021
3022         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3023         if (!works)
3024                 return -ENOMEM;
3025
3026         get_online_cpus();
3027
3028         for_each_online_cpu(cpu) {
3029                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3030
3031                 INIT_WORK(work, func);
3032                 schedule_work_on(cpu, work);
3033         }
3034
3035         for_each_online_cpu(cpu)
3036                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3037
3038         put_online_cpus();
3039         free_percpu(works);
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3045  *
3046  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3047  * completion.
3048  *
3049  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3050  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3051  * will lead to deadlock:
3052  *
3053  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3054  *      a lock held by your code or its caller.
3055  *
3056  *      Your code is running in the context of a work routine.
3057  *
3058  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3059  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3060  * what locks they need, which you have no control over.
3061  *
3062  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3063  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3064  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3065  * cancel_work_sync() instead.
3066  */
3067 void flush_scheduled_work(void)
3068 {
3069         flush_workqueue(system_wq);
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3072
3073 /**
3074  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3075  * @fn:         the function to execute
3076  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3077  *              be available when the work executes)
3078  *
3079  * Executes the function immediately if process context is available,
3080  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3081  *
3082  * Returns:     0 - function was executed
3083  *              1 - function was scheduled for execution
3084  */
3085 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3086 {
3087         if (!in_interrupt()) {
3088                 fn(&ew->work);
3089                 return 0;
3090         }
3091
3092         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3093         schedule_work(&ew->work);
3094
3095         return 1;
3096 }
3097 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3098
3099 #ifdef CONFIG_SYSFS
3100 /*
3101  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3102  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3103  * following attributes.
3104  *
3105  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3106  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3107  *
3108  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3109  *
3110  *  id          RO int  : the associated pool ID
3111  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3112  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3113  */
3114 struct wq_device {
3115         struct workqueue_struct         *wq;
3116         struct device                   dev;
3117 };
3118
3119 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3120 {
3121         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3122
3123         return wq_dev->wq;
3124 }
3125
3126 static ssize_t wq_per_cpu_show(struct device *dev,
3127                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3128 {
3129         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3130
3131         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3132 }
3133
3134 static ssize_t wq_max_active_show(struct device *dev,
3135                                   struct device_attribute *attr, char *buf)
3136 {
3137         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3138
3139         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3140 }
3141
3142 static ssize_t wq_max_active_store(struct device *dev,
3143                                    struct device_attribute *attr,
3144                                    const char *buf, size_t count)
3145 {
3146         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3147         int val;
3148
3149         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3150                 return -EINVAL;
3151
3152         workqueue_set_max_active(wq, val);
3153         return count;
3154 }
3155
3156 static struct device_attribute wq_sysfs_attrs[] = {
3157         __ATTR(per_cpu, 0444, wq_per_cpu_show, NULL),
3158         __ATTR(max_active, 0644, wq_max_active_show, wq_max_active_store),
3159         __ATTR_NULL,
3160 };
3161
3162 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3163                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3164 {
3165         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3166         const char *delim = "";
3167         int node, written = 0;
3168
3169         rcu_read_lock_sched();
3170         for_each_node(node) {
3171                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3172                                      "%s%d:%d", delim, node,
3173                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3174                 delim = " ";
3175         }
3176         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3177         rcu_read_unlock_sched();
3178
3179         return written;
3180 }
3181
3182 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3183                             char *buf)
3184 {
3185         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3186         int written;
3187
3188         mutex_lock(&wq->mutex);
3189         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3190         mutex_unlock(&wq->mutex);
3191
3192         return written;
3193 }
3194
3195 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3196 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3197 {
3198         struct workqueue_attrs *attrs;
3199
3200         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3201         if (!attrs)
3202                 return NULL;
3203
3204         mutex_lock(&wq->mutex);
3205         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3206         mutex_unlock(&wq->mutex);
3207         return attrs;
3208 }
3209
3210 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3211                              const char *buf, size_t count)
3212 {
3213         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3214         struct workqueue_attrs *attrs;
3215         int ret;
3216
3217         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3218         if (!attrs)
3219                 return -ENOMEM;
3220
3221         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3222             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3223                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3224         else
3225                 ret = -EINVAL;
3226
3227         free_workqueue_attrs(attrs);
3228         return ret ?: count;
3229 }
3230
3231 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3232                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3233 {
3234         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3235         int written;
3236
3237         mutex_lock(&wq->mutex);
3238         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3239         mutex_unlock(&wq->mutex);
3240
3241         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3242         return written;
3243 }
3244
3245 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3246                                 struct device_attribute *attr,
3247                                 const char *buf, size_t count)
3248 {
3249         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3250         struct workqueue_attrs *attrs;
3251         int ret;
3252
3253         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3254         if (!attrs)
3255                 return -ENOMEM;
3256
3257         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3258         if (!ret)
3259                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3260
3261         free_workqueue_attrs(attrs);
3262         return ret ?: count;
3263 }
3264
3265 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3266                             char *buf)
3267 {
3268         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3269         int written;
3270
3271         mutex_lock(&wq->mutex);
3272         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3273                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3274         mutex_unlock(&wq->mutex);
3275
3276         return written;
3277 }
3278
3279 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3280                              const char *buf, size_t count)
3281 {
3282         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3283         struct workqueue_attrs *attrs;
3284         int v, ret;
3285
3286         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3287         if (!attrs)
3288                 return -ENOMEM;
3289
3290         ret = -EINVAL;
3291         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3292                 attrs->no_numa = !v;
3293                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3294         }
3295
3296         free_workqueue_attrs(attrs);
3297         return ret ?: count;
3298 }
3299
3300 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3301         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3302         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3303         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3304         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3305         __ATTR_NULL,
3306 };
3307
3308 static struct bus_type wq_subsys = {
3309         .name                           = "workqueue",
3310         .dev_attrs                      = wq_sysfs_attrs,
3311 };
3312
3313 static int __init wq_sysfs_init(void)
3314 {
3315         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3316 }
3317 core_initcall(wq_sysfs_init);
3318
3319 static void wq_device_release(struct device *dev)
3320 {
3321         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3322
3323         kfree(wq_dev);
3324 }
3325
3326 /**
3327  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3328  * @wq: the workqueue to register
3329  *
3330  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3331  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3332  * which is the preferred method.
3333  *
3334  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3335  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3336  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3337  * attributes.
3338  *
3339  * Returns 0 on success, -errno on failure.
3340  */
3341 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3342 {
3343         struct wq_device *wq_dev;
3344         int ret;
3345
3346         /*
3347          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3348          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3349          * workqueues.
3350          */
3351         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3352                 return -EINVAL;
3353
3354         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3355         if (!wq_dev)
3356                 return -ENOMEM;
3357
3358         wq_dev->wq = wq;
3359         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3360         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3361         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3362
3363         /*
3364          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3365          * everything is ready.
3366          */
3367         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3368
3369         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3370         if (ret) {
3371                 kfree(wq_dev);
3372                 wq->wq_dev = NULL;
3373                 return ret;
3374         }
3375
3376         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3377                 struct device_attribute *attr;
3378
3379                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3380                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3381                         if (ret) {
3382                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3383                                 wq->wq_dev = NULL;
3384                                 return ret;
3385                         }
3386                 }
3387         }
3388
3389         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
3390         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 /**
3395  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3396  * @wq: the workqueue to unregister
3397  *
3398  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3399  */
3400 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3401 {
3402         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3403
3404         if (!wq->wq_dev)
3405                 return;
3406
3407         wq->wq_dev = NULL;
3408         device_unregister(&wq_dev->dev);
3409 }
3410 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3411 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3412 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3413
3414 /**
3415  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3416  * @attrs: workqueue_attrs to free
3417  *
3418  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3419  */
3420 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3421 {
3422         if (attrs) {
3423                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3424                 kfree(attrs);
3425         }
3426 }
3427
3428 /**
3429  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3430  * @gfp_mask: allocation mask to use
3431  *
3432  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3433  * return it.  Returns NULL on failure.
3434  */
3435 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3436 {
3437         struct workqueue_attrs *attrs;
3438
3439         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3440         if (!attrs)
3441                 goto fail;
3442         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3443                 goto fail;
3444
3445         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3446         return attrs;
3447 fail:
3448         free_workqueue_attrs(attrs);
3449         return NULL;
3450 }
3451
3452 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3453                                  const struct workqueue_attrs *from)
3454 {
3455         to->nice = from->nice;
3456         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3457         /*
3458          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3459          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3460          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3461          */
3462         to->no_numa = from->no_numa;
3463 }
3464
3465 /* hash value of the content of @attr */
3466 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3467 {
3468         u32 hash = 0;
3469
3470         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3471         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3472                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3473         return hash;
3474 }
3475
3476 /* content equality test */
3477 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3478                           const struct workqueue_attrs *b)
3479 {
3480         if (a->nice != b->nice)
3481                 return false;
3482         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3483                 return false;
3484         return true;
3485 }
3486
3487 /**
3488  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3489  * @pool: worker_pool to initialize
3490  *
3491  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3492  * Returns 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3493  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3494  * on @pool safely to release it.
3495  */
3496 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3497 {
3498         spin_lock_init(&pool->lock);
3499         pool->id = -1;
3500         pool->cpu = -1;
3501         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3502         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3503         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3504         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3505         hash_init(pool->busy_hash);
3506
3507         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3508         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3509         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3510
3511         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3512                     (unsigned long)pool);
3513
3514         mutex_init(&pool->manager_arb);
3515         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3516         idr_init(&pool->worker_idr);
3517
3518         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3519         pool->refcnt = 1;
3520
3521         /* shouldn't fail above this point */
3522         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3523         if (!pool->attrs)
3524                 return -ENOMEM;
3525         return 0;
3526 }
3527
3528 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3529 {
3530         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3531
3532         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3533         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3534         kfree(pool);
3535 }
3536
3537 /**
3538  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3539  * @pool: worker_pool to put
3540  *
3541  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3542  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3543  * and this function should be able to release pools which went through,
3544  * successfully or not, init_worker_pool().
3545  *
3546  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3547  */
3548 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3549 {
3550         struct worker *worker;
3551
3552         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3553
3554         if (--pool->refcnt)
3555                 return;
3556
3557         /* sanity checks */
3558         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3559             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3560                 return;
3561
3562         /* release id and unhash */
3563         if (pool->id >= 0)
3564                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3565         hash_del(&pool->hash_node);
3566
3567         /*
3568          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3569          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3570          * manager_mutex.
3571          */
3572         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3573         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3574         spin_lock_irq(&pool->lock);
3575
3576         while ((worker = first_worker(pool)))
3577                 destroy_worker(worker);
3578         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3579
3580         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3581         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3582         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3583
3584         /* shut down the timers */
3585         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3586         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3587
3588         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3589         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3590 }
3591
3592 /**
3593  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3594  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3595  *
3596  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3597  * reference count and return it.  If there already is a matching
3598  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3599  * create a new one.  On failure, returns NULL.
3600  *
3601  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3602  */
3603 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3604 {
3605         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3606         struct worker_pool *pool;
3607         int node;
3608
3609         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3610
3611         /* do we already have a matching pool? */
3612         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3613                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3614                         pool->refcnt++;
3615                         goto out_unlock;
3616                 }
3617         }
3618
3619         /* nope, create a new one */
3620         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3621         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3622                 goto fail;
3623
3624         if (workqueue_freezing)
3625                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3626
3627         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3628         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3629
3630         /*
3631          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3632          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3633          */
3634         pool->attrs->no_numa = false;
3635
3636         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3637         if (wq_numa_enabled) {
3638                 for_each_node(node) {
3639                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3640                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3641                                 pool->node = node;
3642                                 break;
3643                         }
3644                 }
3645         }
3646
3647         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3648                 goto fail;
3649
3650         /* create and start the initial worker */
3651         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3652                 goto fail;
3653
3654         /* install */
3655         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3656 out_unlock:
3657         return pool;
3658 fail:
3659         if (pool)
3660                 put_unbound_pool(pool);
3661         return NULL;
3662 }
3663
3664 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3665 {
3666         kmem_cache_free(pwq_cache,
3667                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3672  * and needs to be destroyed.
3673  */
3674 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3675 {
3676         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3677                                                   unbound_release_work);
3678         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3679         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3680         bool is_last;
3681
3682         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3683                 return;
3684
3685         /*
3686          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3687          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3688          * and consistent with the linking path.
3689          */
3690         mutex_lock(&wq->mutex);
3691         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3692         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3693         mutex_unlock(&wq->mutex);
3694
3695         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3696         put_unbound_pool(pool);
3697         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3698
3699         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3700
3701         /*
3702          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3703          * is gonna access it anymore.  Free it.
3704          */
3705         if (is_last) {
3706                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3707                 kfree(wq);
3708         }
3709 }
3710
3711 /**
3712  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3713  * @pwq: target pool_workqueue
3714  *
3715  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3716  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3717  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3718  */
3719 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3720 {
3721         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3722         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3723
3724         /* for @wq->saved_max_active */
3725         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3726
3727         /* fast exit for non-freezable wqs */
3728         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3729                 return;
3730
3731         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3732
3733         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3734                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3735
3736                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3737                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3738                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3739
3740                 /*
3741                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3742                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3743                  */
3744                 wake_up_worker(pwq->pool);
3745         } else {
3746                 pwq->max_active = 0;
3747         }
3748
3749         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3750 }
3751
3752 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3753 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3754                      struct worker_pool *pool)
3755 {
3756         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3757
3758         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3759
3760         pwq->pool = pool;
3761         pwq->wq = wq;
3762         pwq->flush_color = -1;
3763         pwq->refcnt = 1;
3764         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3765         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3766         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3767         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3768 }
3769
3770 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3771 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3772 {
3773         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3774
3775         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3776
3777         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3778         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3779                 return;
3780
3781         /*
3782          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3783          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3784          */
3785         pwq->work_color = wq->work_color;
3786
3787         /* sync max_active to the current setting */
3788         pwq_adjust_max_active(pwq);
3789
3790         /* link in @pwq */
3791         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3792 }
3793
3794 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3795 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3796                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3797 {
3798         struct worker_pool *pool;
3799         struct pool_workqueue *pwq;
3800
3801         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3802
3803         pool = get_unbound_pool(attrs);
3804         if (!pool)
3805                 return NULL;
3806
3807         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3808         if (!pwq) {
3809                 put_unbound_pool(pool);
3810                 return NULL;
3811         }
3812
3813         init_pwq(pwq, wq, pool);
3814         return pwq;
3815 }
3816
3817 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3818 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3819 {
3820         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3821
3822         if (pwq) {
3823                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3824                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3825         }
3826 }
3827
3828 /**
3829  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3830  * @attrs: the wq_attrs of interest
3831  * @node: the target NUMA node
3832  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3833  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3834  *
3835  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3836  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3837  * calculation.  The result is stored in @cpumask.  This function returns
3838  * %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3839  * %false if equal.
3840  *
3841  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3842  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3843  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3844  * @attrs->cpumask.
3845  *
3846  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3847  * stable.
3848  */
3849 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3850                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3851 {
3852         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3853                 goto use_dfl;
3854
3855         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3856         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3857         if (cpu_going_down >= 0)
3858                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3859
3860         if (cpumask_empty(cpumask))
3861                 goto use_dfl;
3862
3863         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3864         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3865         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3866
3867 use_dfl:
3868         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3869         return false;
3870 }
3871
3872 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3873 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3874                                                    int node,
3875                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3876 {
3877         struct pool_workqueue *old_pwq;
3878
3879         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3880
3881         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3882         link_pwq(pwq);
3883
3884         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3885         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3886         return old_pwq;
3887 }
3888
3889 /**
3890  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3891  * @wq: the target workqueue
3892  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3893  *
3894  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3895  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3896  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3897  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3898  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3899  * back-to-back will stay on its current pwq.
3900  *
3901  * Performs GFP_KERNEL allocations.  Returns 0 on success and -errno on
3902  * failure.
3903  */
3904 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3905                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3906 {
3907         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3908         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3909         int node, ret;
3910
3911         /* only unbound workqueues can change attributes */
3912         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3913                 return -EINVAL;
3914
3915         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3916         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3917                 return -EINVAL;
3918
3919         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3920         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3921         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3922         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3923                 goto enomem;
3924
3925         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3926         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3927         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3928
3929         /*
3930          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3931          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3932          * pools.
3933          */
3934         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3935
3936         /*
3937          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3938          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3939          * pwqs accordingly.
3940          */
3941         get_online_cpus();
3942
3943         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3944
3945         /*
3946          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3947          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3948          * it even if we don't use it immediately.
3949          */
3950         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3951         if (!dfl_pwq)
3952                 goto enomem_pwq;
3953
3954         for_each_node(node) {
3955                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3956                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3957                         if (!pwq_tbl[node])
3958                                 goto enomem_pwq;
3959                 } else {
3960                         dfl_pwq->refcnt++;
3961                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3962                 }
3963         }
3964
3965         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3966
3967         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3968         mutex_lock(&wq->mutex);
3969
3970         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3971
3972         /* save the previous pwq and install the new one */
3973         for_each_node(node)
3974                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3975
3976         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3977         link_pwq(dfl_pwq);
3978         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3979
3980         mutex_unlock(&wq->mutex);
3981
3982         /* put the old pwqs */
3983         for_each_node(node)
3984                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3985         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3986
3987         put_online_cpus();
3988         ret = 0;
3989         /* fall through */
3990 out_free:
3991         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3992         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3993         kfree(pwq_tbl);
3994         return ret;
3995
3996 enomem_pwq:
3997         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
3998         for_each_node(node)
3999                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
4000                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
4001         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4002         put_online_cpus();
4003 enomem:
4004         ret = -ENOMEM;
4005         goto out_free;
4006 }
4007
4008 /**
4009  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
4010  * @wq: the target workqueue
4011  * @cpu: the CPU coming up or going down
4012  * @online: whether @cpu is coming up or going down
4013  *
4014  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
4015  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
4016  * @wq accordingly.
4017  *
4018  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
4019  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
4020  * correct.
4021  *
4022  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
4023  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4024  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4025  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4026  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4027  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4028  * CPU_DOWN_PREPARE.
4029  */
4030 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4031                                    bool online)
4032 {
4033         int node = cpu_to_node(cpu);
4034         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4035         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4036         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4037         cpumask_t *cpumask;
4038
4039         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4040
4041         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4042                 return;
4043
4044         /*
4045          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4046          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4047          * CPU hotplug exclusion.
4048          */
4049         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4050         cpumask = target_attrs->cpumask;
4051
4052         mutex_lock(&wq->mutex);
4053         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4054                 goto out_unlock;
4055
4056         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4057         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4058
4059         /*
4060          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4061          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4062          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4063          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4064          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4065          */
4066         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4067                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4068                         goto out_unlock;
4069         } else {
4070                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4071                         goto out_unlock;
4072                 else
4073                         goto use_dfl_pwq;
4074         }
4075
4076         mutex_unlock(&wq->mutex);
4077
4078         /* create a new pwq */
4079         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4080         if (!pwq) {
4081                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4082                            wq->name);
4083                 mutex_lock(&wq->mutex);
4084                 goto use_dfl_pwq;
4085         }
4086
4087         /*
4088          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4089          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4090          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4091          * inbetween.
4092          */
4093         mutex_lock(&wq->mutex);
4094         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4095         goto out_unlock;
4096
4097 use_dfl_pwq:
4098         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4099         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4100         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4101         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4102 out_unlock:
4103         mutex_unlock(&wq->mutex);
4104         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4105 }
4106
4107 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4108 {
4109         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4110         int cpu, ret;
4111
4112         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4113                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4114                 if (!wq->cpu_pwqs)
4115                         return -ENOMEM;
4116
4117                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4118                         struct pool_workqueue *pwq =
4119                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4120                         struct worker_pool *cpu_pools =
4121                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4122
4123                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4124
4125                         mutex_lock(&wq->mutex);
4126                         link_pwq(pwq);
4127                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4128                 }
4129                 return 0;
4130         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4131                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4132                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4133                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4134                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4135                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4136                 return ret;
4137         } else {
4138                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4139         }
4140 }
4141
4142 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4143                                const char *name)
4144 {
4145         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4146
4147         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4148                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4149                         max_active, name, 1, lim);
4150
4151         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4152 }
4153
4154 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4155                                                unsigned int flags,
4156                                                int max_active,
4157                                                struct lock_class_key *key,
4158                                                const char *lock_name, ...)
4159 {
4160         size_t tbl_size = 0;
4161         va_list args;
4162         struct workqueue_struct *wq;
4163         struct pool_workqueue *pwq;
4164
4165         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4166         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4167                 flags |= WQ_UNBOUND;
4168
4169         /* allocate wq and format name */
4170         if (flags & WQ_UNBOUND)
4171                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4172
4173         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4174         if (!wq)
4175                 return NULL;
4176
4177         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4178                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4179                 if (!wq->unbound_attrs)
4180                         goto err_free_wq;
4181         }
4182
4183         va_start(args, lock_name);
4184         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4185         va_end(args);
4186
4187         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4188         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4189
4190         /* init wq */
4191         wq->flags = flags;
4192         wq->saved_max_active = max_active;
4193         mutex_init(&wq->mutex);
4194         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4195         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4196         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4197         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4198         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4199
4200         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4201         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4202
4203         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4204                 goto err_free_wq;
4205
4206         /*
4207          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4208          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4209          */
4210         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4211                 struct worker *rescuer;
4212
4213                 rescuer = alloc_worker();
4214                 if (!rescuer)
4215                         goto err_destroy;
4216
4217                 rescuer->rescue_wq = wq;
4218                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4219                                                wq->name);
4220                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4221                         kfree(rescuer);
4222                         goto err_destroy;
4223                 }
4224
4225                 wq->rescuer = rescuer;
4226                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4227                 wake_up_process(rescuer->task);
4228         }
4229
4230         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4231                 goto err_destroy;
4232
4233         /*
4234          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4235          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4236          * list.
4237          */
4238         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4239
4240         mutex_lock(&wq->mutex);
4241         for_each_pwq(pwq, wq)
4242                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4243         mutex_unlock(&wq->mutex);
4244
4245         list_add(&wq->list, &workqueues);
4246
4247         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4248
4249         return wq;
4250
4251 err_free_wq:
4252         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4253         kfree(wq);
4254         return NULL;
4255 err_destroy:
4256         destroy_workqueue(wq);
4257         return NULL;
4258 }
4259 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4260
4261 /**
4262  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4263  * @wq: target workqueue
4264  *
4265  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4266  */
4267 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4268 {
4269         struct pool_workqueue *pwq;
4270         int node;
4271
4272         /* drain it before proceeding with destruction */
4273         drain_workqueue(wq);
4274
4275         /* sanity checks */
4276         mutex_lock(&wq->mutex);
4277         for_each_pwq(pwq, wq) {
4278                 int i;
4279
4280                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4281                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4282                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4283                                 return;
4284                         }
4285                 }
4286
4287                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4288                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4289                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4290                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4291                         return;
4292                 }
4293         }
4294         mutex_unlock(&wq->mutex);
4295
4296         /*
4297          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4298          * flushing is complete in case freeze races us.
4299          */
4300         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4301         list_del_init(&wq->list);
4302         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4303
4304         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4305
4306         if (wq->rescuer) {
4307                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4308                 kfree(wq->rescuer);
4309                 wq->rescuer = NULL;
4310         }
4311
4312         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4313                 /*
4314                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4315                  * free the pwqs and wq.
4316                  */
4317                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4318                 kfree(wq);
4319         } else {
4320                 /*
4321                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4322                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4323                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4324                  */
4325                 for_each_node(node) {
4326                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4327                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4328                         put_pwq_unlocked(pwq);
4329                 }
4330
4331                 /*
4332                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4333                  * put.  Don't access it afterwards.
4334                  */
4335                 pwq = wq->dfl_pwq;
4336                 wq->dfl_pwq = NULL;
4337                 put_pwq_unlocked(pwq);
4338         }
4339 }
4340 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4341
4342 /**
4343  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4344  * @wq: target workqueue
4345  * @max_active: new max_active value.
4346  *
4347  * Set max_active of @wq to @max_active.
4348  *
4349  * CONTEXT:
4350  * Don't call from IRQ context.
4351  */
4352 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4353 {
4354         struct pool_workqueue *pwq;
4355
4356         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4357         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4358                 return;
4359
4360         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4361
4362         mutex_lock(&wq->mutex);
4363
4364         wq->saved_max_active = max_active;
4365
4366         for_each_pwq(pwq, wq)
4367                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4368
4369         mutex_unlock(&wq->mutex);
4370 }
4371 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4372
4373 /**
4374  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4375  *
4376  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4377  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4378  */
4379 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4380 {
4381         struct worker *worker = current_wq_worker();
4382
4383         return worker && worker->rescue_wq;
4384 }
4385
4386 /**
4387  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4388  * @cpu: CPU in question
4389  * @wq: target workqueue
4390  *
4391  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4392  * no synchronization around this function and the test result is
4393  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4394  *
4395  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4396  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4397  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4398  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4399  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4400  *
4401  * RETURNS:
4402  * %true if congested, %false otherwise.
4403  */
4404 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4405 {
4406         struct pool_workqueue *pwq;
4407         bool ret;
4408
4409         rcu_read_lock_sched();
4410
4411         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4412                 cpu = smp_processor_id();
4413
4414         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4415                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4416         else
4417                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4418
4419         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4420         rcu_read_unlock_sched();
4421
4422         return ret;
4423 }
4424 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4425
4426 /**
4427  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4428  * @work: the work to be tested
4429  *
4430  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4431  * synchronization around this function and the test result is
4432  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4433  *
4434  * RETURNS:
4435  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4436  */
4437 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4438 {
4439         struct worker_pool *pool;
4440         unsigned long flags;
4441         unsigned int ret = 0;
4442
4443         if (work_pending(work))
4444                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4445
4446         local_irq_save(flags);
4447         pool = get_work_pool(work);
4448         if (pool) {
4449                 spin_lock(&pool->lock);
4450                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4451                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4452                 spin_unlock(&pool->lock);
4453         }
4454         local_irq_restore(flags);
4455
4456         return ret;
4457 }
4458 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4459
4460 /**
4461  * set_worker_desc - set description for the current work item
4462  * @fmt: printf-style format string
4463  * @...: arguments for the format string
4464  *
4465  * This function can be called by a running work function to describe what
4466  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4467  * information will be printed out together to help debugging.  The
4468  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4469  */
4470 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4471 {
4472         struct worker *worker = current_wq_worker();
4473         va_list args;
4474
4475         if (worker) {
4476                 va_start(args, fmt);
4477                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4478                 va_end(args);
4479                 worker->desc_valid = true;
4480         }
4481 }
4482
4483 /**
4484  * print_worker_info - print out worker information and description
4485  * @log_lvl: the log level to use when printing
4486  * @task: target task
4487  *
4488  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4489  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4490  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4491  *
4492  * This function can be safely called on any task as long as the
4493  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4494  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4495  */
4496 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4497 {
4498         work_func_t *fn = NULL;
4499         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4500         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4501         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4502         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4503         bool desc_valid = false;
4504         struct worker *worker;
4505
4506         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4507                 return;
4508
4509         /*
4510          * This function is called without any synchronization and @task
4511          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4512          */
4513         worker = probe_kthread_data(task);
4514
4515         /*
4516          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4517          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4518          */
4519         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4520         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4521         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4522         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4523
4524         /* copy worker description */
4525         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4526         if (desc_valid)
4527                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4528
4529         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4530                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4531                 if (desc[0])
4532                         pr_cont(" (%s)", desc);
4533                 pr_cont("\n");
4534         }
4535 }
4536
4537 /*
4538  * CPU hotplug.
4539  *
4540  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4541  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4542  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4543  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4544  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4545  * blocked draining impractical.
4546  *
4547  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4548  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4549  * cpu comes back online.
4550  */
4551
4552 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4553 {
4554         int cpu = smp_processor_id();
4555         struct worker_pool *pool;
4556         struct worker *worker;
4557         int wi;
4558
4559         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4560                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4561
4562                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4563                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4564
4565                 /*
4566                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4567                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4568                  * except for the ones which are still executing works from
4569                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4570                  * this, they may become diasporas.
4571                  */
4572                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4573                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4574
4575                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4576
4577                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4578                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4579
4580                 /*
4581                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4582                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4583                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4584                  * from other cpus.
4585                  */
4586                 schedule();
4587
4588                 /*
4589                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4590                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4591                  * and keep_working() are always true as long as the
4592                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4593                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4594                  * are served by workers tied to the pool.
4595                  */
4596                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4597
4598                 /*
4599                  * With concurrency management just turned off, a busy
4600                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4601                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4602                  */
4603                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4604                 wake_up_worker(pool);
4605                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4606         }
4607 }
4608
4609 /**
4610  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4611  * @pool: pool of interest
4612  *
4613  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4614  */
4615 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4616 {
4617         struct worker *worker;
4618         int wi;
4619
4620         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4621
4622         /*
4623          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4624          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4625          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4626          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4627          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4628          */
4629         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4630                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4631                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4632
4633         spin_lock_irq(&pool->lock);
4634
4635         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4636                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4637
4638                 /*
4639                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4640                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4641                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4642                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4643                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4644                  * be bound before @pool->lock is released.
4645                  */
4646                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4647                         wake_up_process(worker->task);
4648
4649                 /*
4650                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4651                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4652                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4653                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4654                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4655                  * concurrency management.  Note that when or whether
4656                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4657                  *
4658                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4659                  * tested without holding any lock in
4660                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4661                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4662                  * management operations.
4663                  */
4664                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4665                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4666                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4667                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4668         }
4669
4670         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4671 }
4672
4673 /**
4674  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4675  * @pool: unbound pool of interest
4676  * @cpu: the CPU which is coming up
4677  *
4678  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4679  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4680  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4681  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4682  */
4683 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4684 {
4685         static cpumask_t cpumask;
4686         struct worker *worker;
4687         int wi;
4688
4689         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4690
4691         /* is @cpu allowed for @pool? */
4692         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4693                 return;
4694
4695         /* is @cpu the only online CPU? */
4696         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4697         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4698                 return;
4699
4700         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4701         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4702                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4703                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4704 }
4705
4706 /*
4707  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4708  * This will be registered high priority CPU notifier.
4709  */
4710 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4711                                                unsigned long action,
4712                                                void *hcpu)
4713 {
4714         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4715         struct worker_pool *pool;
4716         struct workqueue_struct *wq;
4717         int pi;
4718
4719         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4720         case CPU_UP_PREPARE:
4721                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4722                         if (pool->nr_workers)
4723                                 continue;
4724                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4725                                 return NOTIFY_BAD;
4726                 }
4727                 break;
4728
4729         case CPU_DOWN_FAILED:
4730         case CPU_ONLINE:
4731                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4732
4733                 for_each_pool(pool, pi) {
4734                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4735
4736                         if (pool->cpu == cpu) {
4737                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4738                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4739                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4740
4741                                 rebind_workers(pool);
4742                         } else if (pool->cpu < 0) {
4743                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4744                         }
4745
4746                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4747                 }
4748
4749                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4750                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4751                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4752
4753                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4754                 break;
4755         }
4756         return NOTIFY_OK;
4757 }
4758
4759 /*
4760  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4761  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4762  */
4763 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4764                                                  unsigned long action,
4765                                                  void *hcpu)
4766 {
4767         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4768         struct work_struct unbind_work;
4769         struct workqueue_struct *wq;
4770
4771         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4772         case CPU_DOWN_PREPARE:
4773                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4774                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4775                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4776
4777                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4778                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4779                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4780                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4781                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4782
4783                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4784                 flush_work(&unbind_work);
4785                 break;
4786         }
4787         return NOTIFY_OK;
4788 }
4789
4790 #ifdef CONFIG_SMP
4791
4792 struct work_for_cpu {
4793         struct work_struct work;
4794         long (*fn)(void *);
4795         void *arg;
4796         long ret;
4797 };
4798
4799 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4800 {
4801         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4802
4803         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4804 }
4805
4806 /**
4807  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4808  * @cpu: the cpu to run on
4809  * @fn: the function to run
4810  * @arg: the function arg
4811  *
4812  * This will return the value @fn returns.
4813  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4814  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4815  */
4816 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4817 {
4818         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4819
4820         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4821         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4822         flush_work(&wfc.work);
4823         return wfc.ret;
4824 }
4825 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4826 #endif /* CONFIG_SMP */
4827
4828 #ifdef CONFIG_FREEZER
4829
4830 /**
4831  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4832  *
4833  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4834  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4835  * pool->worklist.
4836  *
4837  * CONTEXT:
4838  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4839  */
4840 void freeze_workqueues_begin(void)
4841 {
4842         struct worker_pool *pool;
4843         struct workqueue_struct *wq;
4844         struct pool_workqueue *pwq;
4845         int pi;
4846
4847         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4848
4849         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4850         workqueue_freezing = true;
4851
4852         /* set FREEZING */
4853         for_each_pool(pool, pi) {
4854                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4855                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4856                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4857                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4858         }
4859
4860         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4861                 mutex_lock(&wq->mutex);
4862                 for_each_pwq(pwq, wq)
4863                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4864                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4865         }
4866
4867         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4868 }
4869
4870 /**
4871  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4872  *
4873  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4874  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4875  *
4876  * CONTEXT:
4877  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4878  *
4879  * RETURNS:
4880  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4881  * is complete.
4882  */
4883 bool freeze_workqueues_busy(void)
4884 {
4885         bool busy = false;
4886         struct workqueue_struct *wq;
4887         struct pool_workqueue *pwq;
4888
4889         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4890
4891         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4892
4893         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4894                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4895                         continue;
4896                 /*
4897                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4898                  * to peek without lock.
4899                  */
4900                 rcu_read_lock_sched();
4901                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4902                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4903                         if (pwq->nr_active) {
4904                                 busy = true;
4905                                 rcu_read_unlock_sched();
4906                                 goto out_unlock;
4907                         }
4908                 }
4909                 rcu_read_unlock_sched();
4910         }
4911 out_unlock:
4912         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4913         return busy;
4914 }
4915
4916 /**
4917  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4918  *
4919  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4920  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4921  *
4922  * CONTEXT:
4923  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4924  */
4925 void thaw_workqueues(void)
4926 {
4927         struct workqueue_struct *wq;
4928         struct pool_workqueue *pwq;
4929         struct worker_pool *pool;
4930         int pi;
4931
4932         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4933
4934         if (!workqueue_freezing)
4935                 goto out_unlock;
4936
4937         /* clear FREEZING */
4938         for_each_pool(pool, pi) {
4939                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4940                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4941                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4942                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4943         }
4944
4945         /* restore max_active and repopulate worklist */
4946         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4947                 mutex_lock(&wq->mutex);
4948                 for_each_pwq(pwq, wq)
4949                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4950                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4951         }
4952
4953         workqueue_freezing = false;
4954 out_unlock:
4955         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4956 }
4957 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4958
4959 static void __init wq_numa_init(void)
4960 {
4961         cpumask_var_t *tbl;
4962         int node, cpu;
4963
4964         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4965         for_each_node(node)
4966                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4967
4968         if (num_possible_nodes() <= 1)
4969                 return;
4970
4971         if (wq_disable_numa) {
4972                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4973                 return;
4974         }
4975
4976         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4977         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4978
4979         /*
4980          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4981          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4982          * fully initialized by now.
4983          */
4984         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
4985         BUG_ON(!tbl);
4986
4987         for_each_node(node)
4988                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
4989                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
4990
4991         for_each_possible_cpu(cpu) {
4992                 node = cpu_to_node(cpu);
4993                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
4994                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
4995                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
4996                         return;
4997                 }
4998                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
4999         }
5000
5001         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5002         wq_numa_enabled = true;
5003 }
5004
5005 static int __init init_workqueues(void)
5006 {
5007         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5008         int i, cpu;
5009
5010         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
5011         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
5012                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
5013
5014         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5015
5016         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5017
5018         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5019         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5020
5021         wq_numa_init();
5022
5023         /* initialize CPU pools */
5024         for_each_possible_cpu(cpu) {
5025                 struct worker_pool *pool;
5026
5027                 i = 0;
5028                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5029                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5030                         pool->cpu = cpu;
5031                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5032                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5033                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5034
5035                         /* alloc pool ID */
5036                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5037                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5038                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5039                 }
5040         }
5041
5042         /* create the initial worker */
5043         for_each_online_cpu(cpu) {
5044                 struct worker_pool *pool;
5045
5046                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5047                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5048                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5049                 }
5050         }
5051
5052         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5053         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5054                 struct workqueue_attrs *attrs;
5055
5056                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5057                 attrs->nice = std_nice[i];
5058                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5059
5060                 /*
5061                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5062                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5063                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5064                  */
5065                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5066                 attrs->nice = std_nice[i];
5067                 attrs->no_numa = true;
5068                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5069         }
5070
5071         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5072         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5073         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5074         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5075                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5076         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5077                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5078         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5079                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5080         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5081                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5082                                               0);
5083         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5084                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5085                !system_power_efficient_wq ||
5086                !system_freezable_power_efficient_wq);
5087         return 0;
5088 }
5089 early_initcall(init_workqueues);