Merge tag 'fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * manager_mutex to avoid changing binding state while
69          * create_worker() is in progress.
70          */
71         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
72         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
73         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
74
75         /* worker flags */
76         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
77         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
78         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
79         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
80         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
81         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
82         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
83
84         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
85                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
86
87         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
88
89         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
90         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
91
92         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
93         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
94
95         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
96                                                 /* call for help after 10ms
97                                                    (min two ticks) */
98         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
99         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
100
101         /*
102          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
103          * all cpus.  Give -20.
104          */
105         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
106         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
107
108         WQ_NAME_LEN             = 24,
109 };
110
111 /*
112  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
113  *
114  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
115  *    everyone else.
116  *
117  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
118  *    only be modified and accessed from the local cpu.
119  *
120  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
121  *
122  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
123  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
124  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
125  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
126  *
127  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
128  *     locks.  Reads can happen under either lock.
129  *
130  * PL: wq_pool_mutex protected.
131  *
132  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
133  *
134  * WQ: wq->mutex protected.
135  *
136  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
137  *
138  * MD: wq_mayday_lock protected.
139  */
140
141 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
142
143 struct worker_pool {
144         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
145         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
146         int                     node;           /* I: the associated node ID */
147         int                     id;             /* I: pool ID */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149
150         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
151         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
152
153         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
154         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
155
156         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
157         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
158         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
159
160         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
161         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
162                                                 /* L: hash of busy workers */
163
164         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
165         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
166         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
167         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
168
169         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
170         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
171         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
172
173         /*
174          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
175          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
176          * cacheline.
177          */
178         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180         /*
181          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
182          * from get_work_pool().
183          */
184         struct rcu_head         rcu;
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 /*
188  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
189  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
190  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
191  * number of flag bits.
192  */
193 struct pool_workqueue {
194         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
195         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
196         int                     work_color;     /* L: current color */
197         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
198         int                     refcnt;         /* L: reference count */
199         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
200                                                 /* L: nr of in_flight works */
201         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
202         int                     max_active;     /* L: max active works */
203         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
204         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
205         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
206
207         /*
208          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
209          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
210          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
211          * determined without grabbing wq->mutex.
212          */
213         struct work_struct      unbound_release_work;
214         struct rcu_head         rcu;
215 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
216
217 /*
218  * Structure used to wait for workqueue flush.
219  */
220 struct wq_flusher {
221         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
222         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
223         struct completion       done;           /* flush completion */
224 };
225
226 struct wq_device;
227
228 /*
229  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
230  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
231  */
232 struct workqueue_struct {
233         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
234         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
235
236         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
237         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
238         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
239         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
240         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
241         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
242         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
243
244         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
245         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
246
247         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
248         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
249
250         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
251         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
252
253 #ifdef CONFIG_SYSFS
254         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
255 #endif
256 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
257         struct lockdep_map      lockdep_map;
258 #endif
259         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
260
261         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
262         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
263         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
264         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
265 };
266
267 static struct kmem_cache *pwq_cache;
268
269 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
270 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
271                                         /* possible CPUs of each node */
272
273 static bool wq_disable_numa;
274 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
275
276 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
277 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
278 static bool wq_power_efficient = true;
279 #else
280 static bool wq_power_efficient;
281 #endif
282
283 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
284
285 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
286
287 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
288 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
289
290 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
291 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
292
293 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
294 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
295
296 /* the per-cpu worker pools */
297 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
298                                      cpu_worker_pools);
299
300 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
301
302 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
303 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
304
305 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
306 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
307
308 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
309 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
310
311 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
312 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
313 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
315 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
317 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
319 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
321 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
323 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
325
326 static int worker_thread(void *__worker);
327 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
328                                  const struct workqueue_attrs *from);
329
330 #define CREATE_TRACE_POINTS
331 #include <trace/events/workqueue.h>
332
333 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
334         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
335                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
336                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
337
338 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
339         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
340                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
341                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
342
343 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
344 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
345         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
346                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
347                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
348                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
349 #else
350 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
351 #endif
352
353 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
354         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
355              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
356              (pool)++)
357
358 /**
359  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
360  * @pool: iteration cursor
361  * @pi: integer used for iteration
362  *
363  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
364  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
365  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
366  *
367  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
368  * ignored.
369  */
370 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
371         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
372                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
373                 else
374
375 /**
376  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
377  * @worker: iteration cursor
378  * @wi: integer used for iteration
379  * @pool: worker_pool to iterate workers of
380  *
381  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
382  *
383  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
384  * ignored.
385  */
386 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
387         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
388                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
389                 else
390
391 /**
392  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
393  * @pwq: iteration cursor
394  * @wq: the target workqueue
395  *
396  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
397  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
398  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
399  *
400  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
401  * ignored.
402  */
403 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
404         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
405                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
406                 else
407
408 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
409
410 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
411
412 static void *work_debug_hint(void *addr)
413 {
414         return ((struct work_struct *) addr)->func;
415 }
416
417 /*
418  * fixup_init is called when:
419  * - an active object is initialized
420  */
421 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
422 {
423         struct work_struct *work = addr;
424
425         switch (state) {
426         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
427                 cancel_work_sync(work);
428                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
429                 return 1;
430         default:
431                 return 0;
432         }
433 }
434
435 /*
436  * fixup_activate is called when:
437  * - an active object is activated
438  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
439  */
440 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445
446         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
447                 /*
448                  * This is not really a fixup. The work struct was
449                  * statically initialized. We just make sure that it
450                  * is tracked in the object tracker.
451                  */
452                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
453                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
454                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
455                         return 0;
456                 }
457                 WARN_ON_ONCE(1);
458                 return 0;
459
460         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
461                 WARN_ON(1);
462
463         default:
464                 return 0;
465         }
466 }
467
468 /*
469  * fixup_free is called when:
470  * - an active object is freed
471  */
472 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
473 {
474         struct work_struct *work = addr;
475
476         switch (state) {
477         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
478                 cancel_work_sync(work);
479                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
480                 return 1;
481         default:
482                 return 0;
483         }
484 }
485
486 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
487         .name           = "work_struct",
488         .debug_hint     = work_debug_hint,
489         .fixup_init     = work_fixup_init,
490         .fixup_activate = work_fixup_activate,
491         .fixup_free     = work_fixup_free,
492 };
493
494 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
495 {
496         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
497 }
498
499 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
500 {
501         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
502 }
503
504 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
505 {
506         if (onstack)
507                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
508         else
509                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
512
513 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
518
519 #else
520 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
521 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
522 #endif
523
524 /**
525  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
526  * @pool: the pool pointer of interest
527  *
528  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
529  * successfully, -errno on failure.
530  */
531 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
532 {
533         int ret;
534
535         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
536
537         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
538                         GFP_KERNEL);
539         if (ret >= 0) {
540                 pool->id = ret;
541                 return 0;
542         }
543         return ret;
544 }
545
546 /**
547  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
548  * @wq: the target workqueue
549  * @node: the node ID
550  *
551  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
552  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
553  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
554  *
555  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
556  */
557 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
558                                                   int node)
559 {
560         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
561         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
562 }
563
564 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
565 {
566         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
567 }
568
569 static int get_work_color(struct work_struct *work)
570 {
571         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
572                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
573 }
574
575 static int work_next_color(int color)
576 {
577         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
578 }
579
580 /*
581  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
582  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
583  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
584  *
585  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
586  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
587  * work->data.  These functions should only be called while the work is
588  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
589  *
590  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
591  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
592  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
593  * available only while the work item is queued.
594  *
595  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
596  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
597  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
598  * try to steal the PENDING bit.
599  */
600 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
601                                  unsigned long flags)
602 {
603         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
604         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
605 }
606
607 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
608                          unsigned long extra_flags)
609 {
610         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
611                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
612 }
613
614 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
615                                            int pool_id)
616 {
617         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
618                       WORK_STRUCT_PENDING);
619 }
620
621 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
622                                             int pool_id)
623 {
624         /*
625          * The following wmb is paired with the implied mb in
626          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
627          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
628          * owner.
629          */
630         smp_wmb();
631         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
632 }
633
634 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
635 {
636         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
637         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
638 }
639
640 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
641 {
642         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
643
644         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
645                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
646         else
647                 return NULL;
648 }
649
650 /**
651  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
652  * @work: the work item of interest
653  *
654  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
655  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
656  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
657  *
658  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
659  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
660  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
661  * returned pool is and stays online.
662  *
663  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
664  */
665 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
666 {
667         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
668         int pool_id;
669
670         assert_rcu_or_pool_mutex();
671
672         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
673                 return ((struct pool_workqueue *)
674                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
675
676         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
677         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
678                 return NULL;
679
680         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
681 }
682
683 /**
684  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
685  * @work: the work item of interest
686  *
687  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
688  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
689  */
690 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
691 {
692         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
693
694         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
695                 return ((struct pool_workqueue *)
696                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
697
698         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
699 }
700
701 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
702 {
703         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
704
705         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
706         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
707 }
708
709 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
710 {
711         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
712
713         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
714 }
715
716 /*
717  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
718  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
719  * they're being called with pool->lock held.
720  */
721
722 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
723 {
724         return !atomic_read(&pool->nr_running);
725 }
726
727 /*
728  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
729  * running workers.
730  *
731  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
732  * function will always return %true for unbound pools as long as the
733  * worklist isn't empty.
734  */
735 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
736 {
737         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
738 }
739
740 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
741 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
742 {
743         return pool->nr_idle;
744 }
745
746 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
747 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
748 {
749         return !list_empty(&pool->worklist) &&
750                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
751 }
752
753 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
754 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
755 {
756         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
757 }
758
759 /* Do I need to be the manager? */
760 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
761 {
762         return need_to_create_worker(pool) ||
763                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
764 }
765
766 /* Do we have too many workers and should some go away? */
767 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
768 {
769         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
770         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
771         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
772
773         /*
774          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
775          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
776          */
777         if (list_empty(&pool->idle_list))
778                 return false;
779
780         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
781 }
782
783 /*
784  * Wake up functions.
785  */
786
787 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
788 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
789 {
790         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
791                 return NULL;
792
793         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
794 }
795
796 /**
797  * wake_up_worker - wake up an idle worker
798  * @pool: worker pool to wake worker from
799  *
800  * Wake up the first idle worker of @pool.
801  *
802  * CONTEXT:
803  * spin_lock_irq(pool->lock).
804  */
805 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
806 {
807         struct worker *worker = first_worker(pool);
808
809         if (likely(worker))
810                 wake_up_process(worker->task);
811 }
812
813 /**
814  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
815  * @task: task waking up
816  * @cpu: CPU @task is waking up to
817  *
818  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
819  * being awoken.
820  *
821  * CONTEXT:
822  * spin_lock_irq(rq->lock)
823  */
824 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
825 {
826         struct worker *worker = kthread_data(task);
827
828         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
829                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
830                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
831         }
832 }
833
834 /**
835  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
836  * @task: task going to sleep
837  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
838  *
839  * This function is called during schedule() when a busy worker is
840  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
841  * returning pointer to its task.
842  *
843  * CONTEXT:
844  * spin_lock_irq(rq->lock)
845  *
846  * Return:
847  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
848  */
849 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
850 {
851         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
852         struct worker_pool *pool;
853
854         /*
855          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
856          * workers, also reach here, let's not access anything before
857          * checking NOT_RUNNING.
858          */
859         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
860                 return NULL;
861
862         pool = worker->pool;
863
864         /* this can only happen on the local cpu */
865         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
866                 return NULL;
867
868         /*
869          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
870          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
871          * Please read comment there.
872          *
873          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
874          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
875          * disabled, which in turn means that none else could be
876          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
877          * lock is safe.
878          */
879         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
880             !list_empty(&pool->worklist))
881                 to_wakeup = first_worker(pool);
882         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
883 }
884
885 /**
886  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
887  * @worker: self
888  * @flags: flags to set
889  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
890  *
891  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
892  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
893  * woken up.
894  *
895  * CONTEXT:
896  * spin_lock_irq(pool->lock)
897  */
898 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
899                                     bool wakeup)
900 {
901         struct worker_pool *pool = worker->pool;
902
903         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
904
905         /*
906          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
907          * wake up an idle worker as necessary if requested by
908          * @wakeup.
909          */
910         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
911             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
912                 if (wakeup) {
913                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
914                             !list_empty(&pool->worklist))
915                                 wake_up_worker(pool);
916                 } else
917                         atomic_dec(&pool->nr_running);
918         }
919
920         worker->flags |= flags;
921 }
922
923 /**
924  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
925  * @worker: self
926  * @flags: flags to clear
927  *
928  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
929  *
930  * CONTEXT:
931  * spin_lock_irq(pool->lock)
932  */
933 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
934 {
935         struct worker_pool *pool = worker->pool;
936         unsigned int oflags = worker->flags;
937
938         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
939
940         worker->flags &= ~flags;
941
942         /*
943          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
944          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
945          * of multiple flags, not a single flag.
946          */
947         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
948                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
949                         atomic_inc(&pool->nr_running);
950 }
951
952 /**
953  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
954  * @pool: pool of interest
955  * @work: work to find worker for
956  *
957  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
958  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
959  * to match, its current execution should match the address of @work and
960  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
961  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
962  * being executed.
963  *
964  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
965  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
966  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
967  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
968  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
969  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
970  *
971  * This function checks the work item address and work function to avoid
972  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
973  * work function which can introduce dependency onto itself through a
974  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
975  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
976  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
977  *
978  * CONTEXT:
979  * spin_lock_irq(pool->lock).
980  *
981  * Return:
982  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
983  * otherwise.
984  */
985 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
986                                                  struct work_struct *work)
987 {
988         struct worker *worker;
989
990         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
991                                (unsigned long)work)
992                 if (worker->current_work == work &&
993                     worker->current_func == work->func)
994                         return worker;
995
996         return NULL;
997 }
998
999 /**
1000  * move_linked_works - move linked works to a list
1001  * @work: start of series of works to be scheduled
1002  * @head: target list to append @work to
1003  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1004  *
1005  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1006  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1007  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1008  *
1009  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1010  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1011  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1012  *
1013  * CONTEXT:
1014  * spin_lock_irq(pool->lock).
1015  */
1016 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1017                               struct work_struct **nextp)
1018 {
1019         struct work_struct *n;
1020
1021         /*
1022          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1023          * use NULL for list head.
1024          */
1025         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1026                 list_move_tail(&work->entry, head);
1027                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1028                         break;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1033          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1034          * needs to be updated.
1035          */
1036         if (nextp)
1037                 *nextp = n;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1042  * @pwq: pool_workqueue to get
1043  *
1044  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1045  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1046  */
1047 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1048 {
1049         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1050         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1051         pwq->refcnt++;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1056  * @pwq: pool_workqueue to put
1057  *
1058  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1059  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1060  */
1061 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1062 {
1063         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1064         if (likely(--pwq->refcnt))
1065                 return;
1066         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1067                 return;
1068         /*
1069          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1070          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1071          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1072          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1073          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1074          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1075          */
1076         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1077 }
1078
1079 /**
1080  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1081  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1082  *
1083  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1084  */
1085 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1086 {
1087         if (pwq) {
1088                 /*
1089                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1090                  * following lock operations are safe.
1091                  */
1092                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1093                 put_pwq(pwq);
1094                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1095         }
1096 }
1097
1098 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1099 {
1100         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1101
1102         trace_workqueue_activate_work(work);
1103         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1104         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1105         pwq->nr_active++;
1106 }
1107
1108 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1109 {
1110         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1111                                                     struct work_struct, entry);
1112
1113         pwq_activate_delayed_work(work);
1114 }
1115
1116 /**
1117  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1118  * @pwq: pwq of interest
1119  * @color: color of work which left the queue
1120  *
1121  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1122  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1123  *
1124  * CONTEXT:
1125  * spin_lock_irq(pool->lock).
1126  */
1127 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1128 {
1129         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1130         if (color == WORK_NO_COLOR)
1131                 goto out_put;
1132
1133         pwq->nr_in_flight[color]--;
1134
1135         pwq->nr_active--;
1136         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1137                 /* one down, submit a delayed one */
1138                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1139                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1140         }
1141
1142         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1143         if (likely(pwq->flush_color != color))
1144                 goto out_put;
1145
1146         /* are there still in-flight works? */
1147         if (pwq->nr_in_flight[color])
1148                 goto out_put;
1149
1150         /* this pwq is done, clear flush_color */
1151         pwq->flush_color = -1;
1152
1153         /*
1154          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1155          * will handle the rest.
1156          */
1157         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1158                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1159 out_put:
1160         put_pwq(pwq);
1161 }
1162
1163 /**
1164  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1165  * @work: work item to steal
1166  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1167  * @flags: place to store irq state
1168  *
1169  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1170  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1171  *
1172  * Return:
1173  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1174  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1175  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1176  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1177  *              for arbitrarily long
1178  *
1179  * Note:
1180  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1181  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1182  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1183  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1184  *
1185  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1186  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1187  *
1188  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1189  */
1190 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1191                                unsigned long *flags)
1192 {
1193         struct worker_pool *pool;
1194         struct pool_workqueue *pwq;
1195
1196         local_irq_save(*flags);
1197
1198         /* try to steal the timer if it exists */
1199         if (is_dwork) {
1200                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1201
1202                 /*
1203                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1204                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1205                  * running on the local CPU.
1206                  */
1207                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1208                         return 1;
1209         }
1210
1211         /* try to claim PENDING the normal way */
1212         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1213                 return 0;
1214
1215         /*
1216          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1217          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1218          */
1219         pool = get_work_pool(work);
1220         if (!pool)
1221                 goto fail;
1222
1223         spin_lock(&pool->lock);
1224         /*
1225          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1226          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1227          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1228          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1229          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1230          * item is currently queued on that pool.
1231          */
1232         pwq = get_work_pwq(work);
1233         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1234                 debug_work_deactivate(work);
1235
1236                 /*
1237                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1238                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1239                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1240                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1241                  * item is activated before grabbing.
1242                  */
1243                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1244                         pwq_activate_delayed_work(work);
1245
1246                 list_del_init(&work->entry);
1247                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1248
1249                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1250                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1251
1252                 spin_unlock(&pool->lock);
1253                 return 1;
1254         }
1255         spin_unlock(&pool->lock);
1256 fail:
1257         local_irq_restore(*flags);
1258         if (work_is_canceling(work))
1259                 return -ENOENT;
1260         cpu_relax();
1261         return -EAGAIN;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * insert_work - insert a work into a pool
1266  * @pwq: pwq @work belongs to
1267  * @work: work to insert
1268  * @head: insertion point
1269  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1270  *
1271  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1272  * work_struct flags.
1273  *
1274  * CONTEXT:
1275  * spin_lock_irq(pool->lock).
1276  */
1277 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1278                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1279 {
1280         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1281
1282         /* we own @work, set data and link */
1283         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1284         list_add_tail(&work->entry, head);
1285         get_pwq(pwq);
1286
1287         /*
1288          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1289          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1290          * around lazily while there are works to be processed.
1291          */
1292         smp_mb();
1293
1294         if (__need_more_worker(pool))
1295                 wake_up_worker(pool);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1300  * same workqueue.
1301  */
1302 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1303 {
1304         struct worker *worker;
1305
1306         worker = current_wq_worker();
1307         /*
1308          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1309          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1310          */
1311         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1312 }
1313
1314 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1315                          struct work_struct *work)
1316 {
1317         struct pool_workqueue *pwq;
1318         struct worker_pool *last_pool;
1319         struct list_head *worklist;
1320         unsigned int work_flags;
1321         unsigned int req_cpu = cpu;
1322
1323         /*
1324          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1325          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1326          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1327          * happen with IRQ disabled.
1328          */
1329         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1330
1331         debug_work_activate(work);
1332
1333         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1334         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1335             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1336                 return;
1337 retry:
1338         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1339                 cpu = raw_smp_processor_id();
1340
1341         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1342         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1343                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1344         else
1345                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1346
1347         /*
1348          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1349          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1350          * pool to guarantee non-reentrancy.
1351          */
1352         last_pool = get_work_pool(work);
1353         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1354                 struct worker *worker;
1355
1356                 spin_lock(&last_pool->lock);
1357
1358                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1359
1360                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1361                         pwq = worker->current_pwq;
1362                 } else {
1363                         /* meh... not running there, queue here */
1364                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1365                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1366                 }
1367         } else {
1368                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1369         }
1370
1371         /*
1372          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1373          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1374          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1375          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1376          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1377          * make forward-progress.
1378          */
1379         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1380                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1381                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1382                         cpu_relax();
1383                         goto retry;
1384                 }
1385                 /* oops */
1386                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1387                           wq->name, cpu);
1388         }
1389
1390         /* pwq determined, queue */
1391         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1392
1393         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1394                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1395                 return;
1396         }
1397
1398         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1399         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1400
1401         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1402                 trace_workqueue_activate_work(work);
1403                 pwq->nr_active++;
1404                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1405         } else {
1406                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1407                 worklist = &pwq->delayed_works;
1408         }
1409
1410         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1411
1412         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1413 }
1414
1415 /**
1416  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1417  * @cpu: CPU number to execute work on
1418  * @wq: workqueue to use
1419  * @work: work to queue
1420  *
1421  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1422  * can't go away.
1423  *
1424  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1425  */
1426 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1427                    struct work_struct *work)
1428 {
1429         bool ret = false;
1430         unsigned long flags;
1431
1432         local_irq_save(flags);
1433
1434         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1435                 __queue_work(cpu, wq, work);
1436                 ret = true;
1437         }
1438
1439         local_irq_restore(flags);
1440         return ret;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1443
1444 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1445 {
1446         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1447
1448         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1449         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1452
1453 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1454                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1455 {
1456         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1457         struct work_struct *work = &dwork->work;
1458
1459         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1460                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1461         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1462         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1463
1464         /*
1465          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1466          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1467          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1468          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1469          */
1470         if (!delay) {
1471                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1472                 return;
1473         }
1474
1475         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1476
1477         dwork->wq = wq;
1478         dwork->cpu = cpu;
1479         timer->expires = jiffies + delay;
1480
1481         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1482                 add_timer_on(timer, cpu);
1483         else
1484                 add_timer(timer);
1485 }
1486
1487 /**
1488  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1489  * @cpu: CPU number to execute work on
1490  * @wq: workqueue to use
1491  * @dwork: work to queue
1492  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1493  *
1494  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1495  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1496  * execution.
1497  */
1498 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1499                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1500 {
1501         struct work_struct *work = &dwork->work;
1502         bool ret = false;
1503         unsigned long flags;
1504
1505         /* read the comment in __queue_work() */
1506         local_irq_save(flags);
1507
1508         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1509                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1510                 ret = true;
1511         }
1512
1513         local_irq_restore(flags);
1514         return ret;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1517
1518 /**
1519  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1520  * @cpu: CPU number to execute work on
1521  * @wq: workqueue to use
1522  * @dwork: work to queue
1523  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1524  *
1525  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1526  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1527  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1528  * current state.
1529  *
1530  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1531  * pending and its timer was modified.
1532  *
1533  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1534  * See try_to_grab_pending() for details.
1535  */
1536 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1537                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         int ret;
1541
1542         do {
1543                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1544         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1545
1546         if (likely(ret >= 0)) {
1547                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1548                 local_irq_restore(flags);
1549         }
1550
1551         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1552         return ret;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1555
1556 /**
1557  * worker_enter_idle - enter idle state
1558  * @worker: worker which is entering idle state
1559  *
1560  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1561  * necessary.
1562  *
1563  * LOCKING:
1564  * spin_lock_irq(pool->lock).
1565  */
1566 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1567 {
1568         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1569
1570         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1571             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1572                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1573                 return;
1574
1575         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1576         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1577         pool->nr_idle++;
1578         worker->last_active = jiffies;
1579
1580         /* idle_list is LIFO */
1581         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1582
1583         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1584                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1585
1586         /*
1587          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1588          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1589          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1590          * unbind is not in progress.
1591          */
1592         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1593                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1594                      atomic_read(&pool->nr_running));
1595 }
1596
1597 /**
1598  * worker_leave_idle - leave idle state
1599  * @worker: worker which is leaving idle state
1600  *
1601  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1602  *
1603  * LOCKING:
1604  * spin_lock_irq(pool->lock).
1605  */
1606 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1607 {
1608         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1609
1610         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1611                 return;
1612         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1613         pool->nr_idle--;
1614         list_del_init(&worker->entry);
1615 }
1616
1617 /**
1618  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1619  * @pool: target worker_pool
1620  *
1621  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1622  *
1623  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1624  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1625  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1626  * guaranteed to execute on the cpu.
1627  *
1628  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1629  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1630  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1631  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1632  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1633  * [dis]associated in the meantime.
1634  *
1635  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1636  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1637  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1638  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1639  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1640  *
1641  * CONTEXT:
1642  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1643  * held.
1644  *
1645  * Return:
1646  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1647  * bound), %false if offline.
1648  */
1649 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1650 __acquires(&pool->lock)
1651 {
1652         while (true) {
1653                 /*
1654                  * The following call may fail, succeed or succeed
1655                  * without actually migrating the task to the cpu if
1656                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1657                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1658                  */
1659                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1660                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1661
1662                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1663                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1664                         return false;
1665                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1666                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1667                         return true;
1668                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1669
1670                 /*
1671                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1672                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1673                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1674                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1675                  */
1676                 cpu_relax();
1677                 cond_resched();
1678         }
1679 }
1680
1681 static struct worker *alloc_worker(void)
1682 {
1683         struct worker *worker;
1684
1685         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1686         if (worker) {
1687                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1688                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1689                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1690                 worker->flags = WORKER_PREP;
1691         }
1692         return worker;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * create_worker - create a new workqueue worker
1697  * @pool: pool the new worker will belong to
1698  *
1699  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1700  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1701  * destroy_worker().
1702  *
1703  * CONTEXT:
1704  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1705  *
1706  * Return:
1707  * Pointer to the newly created worker.
1708  */
1709 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1710 {
1711         struct worker *worker = NULL;
1712         int id = -1;
1713         char id_buf[16];
1714
1715         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1716
1717         /*
1718          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1719          * without installing the pointer.
1720          */
1721         idr_preload(GFP_KERNEL);
1722         spin_lock_irq(&pool->lock);
1723
1724         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1725
1726         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1727         idr_preload_end();
1728         if (id < 0)
1729                 goto fail;
1730
1731         worker = alloc_worker();
1732         if (!worker)
1733                 goto fail;
1734
1735         worker->pool = pool;
1736         worker->id = id;
1737
1738         if (pool->cpu >= 0)
1739                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1740                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1741         else
1742                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1743
1744         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1745                                               "kworker/%s", id_buf);
1746         if (IS_ERR(worker->task))
1747                 goto fail;
1748
1749         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1750
1751         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1752         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1753
1754         /*
1755          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1756          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1757          */
1758         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1759
1760         /*
1761          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1762          * remains stable across this function.  See the comments above the
1763          * flag definition for details.
1764          */
1765         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1766                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1767
1768         /* successful, commit the pointer to idr */
1769         spin_lock_irq(&pool->lock);
1770         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1771         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1772
1773         return worker;
1774
1775 fail:
1776         if (id >= 0) {
1777                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1778                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1779                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1780         }
1781         kfree(worker);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 /**
1786  * start_worker - start a newly created worker
1787  * @worker: worker to start
1788  *
1789  * Make the pool aware of @worker and start it.
1790  *
1791  * CONTEXT:
1792  * spin_lock_irq(pool->lock).
1793  */
1794 static void start_worker(struct worker *worker)
1795 {
1796         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1797         worker->pool->nr_workers++;
1798         worker_enter_idle(worker);
1799         wake_up_process(worker->task);
1800 }
1801
1802 /**
1803  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1804  * @pool: the target pool
1805  *
1806  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1807  *
1808  * Return: 0 on success. A negative error code otherwise.
1809  */
1810 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1811 {
1812         struct worker *worker;
1813
1814         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1815
1816         worker = create_worker(pool);
1817         if (worker) {
1818                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1819                 start_worker(worker);
1820                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1821         }
1822
1823         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1824
1825         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1826 }
1827
1828 /**
1829  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1830  * @worker: worker to be destroyed
1831  *
1832  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1833  *
1834  * CONTEXT:
1835  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1836  */
1837 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1838 {
1839         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1840
1841         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1842         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1843
1844         /* sanity check frenzy */
1845         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1846             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1847                 return;
1848
1849         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1850                 pool->nr_workers--;
1851         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1852                 pool->nr_idle--;
1853
1854         /*
1855          * Once WORKER_DIE is set, the kworker may destroy itself at any
1856          * point.  Pin to ensure the task stays until we're done with it.
1857          */
1858         get_task_struct(worker->task);
1859
1860         list_del_init(&worker->entry);
1861         worker->flags |= WORKER_DIE;
1862
1863         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1864
1865         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1866
1867         kthread_stop(worker->task);
1868         put_task_struct(worker->task);
1869         kfree(worker);
1870
1871         spin_lock_irq(&pool->lock);
1872 }
1873
1874 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1875 {
1876         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1877
1878         spin_lock_irq(&pool->lock);
1879
1880         if (too_many_workers(pool)) {
1881                 struct worker *worker;
1882                 unsigned long expires;
1883
1884                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1885                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1886                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1887
1888                 if (time_before(jiffies, expires))
1889                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1890                 else {
1891                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1892                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1893                         wake_up_worker(pool);
1894                 }
1895         }
1896
1897         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1898 }
1899
1900 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1901 {
1902         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1903         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1904
1905         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1906
1907         if (!wq->rescuer)
1908                 return;
1909
1910         /* mayday mayday mayday */
1911         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1912                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1913                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1914         }
1915 }
1916
1917 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1918 {
1919         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1920         struct work_struct *work;
1921
1922         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1923         spin_lock(&pool->lock);
1924
1925         if (need_to_create_worker(pool)) {
1926                 /*
1927                  * We've been trying to create a new worker but
1928                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1929                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1930                  * rescuers.
1931                  */
1932                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1933                         send_mayday(work);
1934         }
1935
1936         spin_unlock(&pool->lock);
1937         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1938
1939         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1940 }
1941
1942 /**
1943  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1944  * @pool: pool to create a new worker for
1945  *
1946  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1947  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1948  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1949  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1950  * possible allocation deadlock.
1951  *
1952  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1953  * may_start_working() %true.
1954  *
1955  * LOCKING:
1956  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1957  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1958  * manager.
1959  *
1960  * Return:
1961  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1962  * otherwise.
1963  */
1964 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1965 __releases(&pool->lock)
1966 __acquires(&pool->lock)
1967 {
1968         if (!need_to_create_worker(pool))
1969                 return false;
1970 restart:
1971         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1972
1973         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1974         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1975
1976         while (true) {
1977                 struct worker *worker;
1978
1979                 worker = create_worker(pool);
1980                 if (worker) {
1981                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1982                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1983                         start_worker(worker);
1984                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1985                                 goto restart;
1986                         return true;
1987                 }
1988
1989                 if (!need_to_create_worker(pool))
1990                         break;
1991
1992                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1993                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1994
1995                 if (!need_to_create_worker(pool))
1996                         break;
1997         }
1998
1999         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
2000         spin_lock_irq(&pool->lock);
2001         if (need_to_create_worker(pool))
2002                 goto restart;
2003         return true;
2004 }
2005
2006 /**
2007  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
2008  * @pool: pool to destroy workers for
2009  *
2010  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2011  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2012  *
2013  * LOCKING:
2014  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2015  * multiple times.  Called only from manager.
2016  *
2017  * Return:
2018  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2019  * otherwise.
2020  */
2021 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2022 {
2023         bool ret = false;
2024
2025         while (too_many_workers(pool)) {
2026                 struct worker *worker;
2027                 unsigned long expires;
2028
2029                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2030                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2031
2032                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2033                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2034                         break;
2035                 }
2036
2037                 destroy_worker(worker);
2038                 ret = true;
2039         }
2040
2041         return ret;
2042 }
2043
2044 /**
2045  * manage_workers - manage worker pool
2046  * @worker: self
2047  *
2048  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2049  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2050  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2051  *
2052  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2053  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2054  * and may_start_working() is true.
2055  *
2056  * CONTEXT:
2057  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2058  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2059  *
2060  * Return:
2061  * %false if the pool don't need management and the caller can safely start
2062  * processing works, %true indicates that the function released pool->lock
2063  * and reacquired it to perform some management function and that the
2064  * conditions that the caller verified while holding the lock before
2065  * calling the function might no longer be true.
2066  */
2067 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2068 {
2069         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2070         bool ret = false;
2071
2072         /*
2073          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2074          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2075          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2076          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2077          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2078          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2079          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2080          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2081          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2082          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2083          *
2084          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2085          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2086          * of management operations, including creation and destruction of
2087          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2088          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2089          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2090          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2091          * manager_mutex.
2092          */
2093         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2094                 return ret;
2095
2096         /*
2097          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2098          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2099          */
2100         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2101                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2102                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2103                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2104                 ret = true;
2105         }
2106
2107         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2108
2109         /*
2110          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2111          * on return.
2112          */
2113         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2114         ret |= maybe_create_worker(pool);
2115
2116         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2117         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2118         return ret;
2119 }
2120
2121 /**
2122  * process_one_work - process single work
2123  * @worker: self
2124  * @work: work to process
2125  *
2126  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2127  * process a single work including synchronization against and
2128  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2129  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2130  * call this function to process a work.
2131  *
2132  * CONTEXT:
2133  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2134  */
2135 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2136 __releases(&pool->lock)
2137 __acquires(&pool->lock)
2138 {
2139         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2140         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2141         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2142         int work_color;
2143         struct worker *collision;
2144 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2145         /*
2146          * It is permissible to free the struct work_struct from
2147          * inside the function that is called from it, this we need to
2148          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2149          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2150          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2151          */
2152         struct lockdep_map lockdep_map;
2153
2154         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2155 #endif
2156         /*
2157          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2158          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2159          * unbound or a disassociated pool.
2160          */
2161         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2162                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2163                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2164
2165         /*
2166          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2167          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2168          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2169          * currently executing one.
2170          */
2171         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2172         if (unlikely(collision)) {
2173                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2174                 return;
2175         }
2176
2177         /* claim and dequeue */
2178         debug_work_deactivate(work);
2179         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2180         worker->current_work = work;
2181         worker->current_func = work->func;
2182         worker->current_pwq = pwq;
2183         work_color = get_work_color(work);
2184
2185         list_del_init(&work->entry);
2186
2187         /*
2188          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2189          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2190          */
2191         if (unlikely(cpu_intensive))
2192                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2193
2194         /*
2195          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2196          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2197          */
2198         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2199                 wake_up_worker(pool);
2200
2201         /*
2202          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2203          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2204          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2205          * disabled.
2206          */
2207         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2208
2209         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2210
2211         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2212         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2213         trace_workqueue_execute_start(work);
2214         worker->current_func(work);
2215         /*
2216          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2217          * point will only record its address.
2218          */
2219         trace_workqueue_execute_end(work);
2220         lock_map_release(&lockdep_map);
2221         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2222
2223         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2224                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2225                        "     last function: %pf\n",
2226                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2227                        worker->current_func);
2228                 debug_show_held_locks(current);
2229                 dump_stack();
2230         }
2231
2232         /*
2233          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2234          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2235          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2236          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2237          * stop_machine.
2238          */
2239         cond_resched();
2240
2241         spin_lock_irq(&pool->lock);
2242
2243         /* clear cpu intensive status */
2244         if (unlikely(cpu_intensive))
2245                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2246
2247         /* we're done with it, release */
2248         hash_del(&worker->hentry);
2249         worker->current_work = NULL;
2250         worker->current_func = NULL;
2251         worker->current_pwq = NULL;
2252         worker->desc_valid = false;
2253         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2254 }
2255
2256 /**
2257  * process_scheduled_works - process scheduled works
2258  * @worker: self
2259  *
2260  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2261  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2262  * fetches a work from the top and executes it.
2263  *
2264  * CONTEXT:
2265  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2266  * multiple times.
2267  */
2268 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2269 {
2270         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2271                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2272                                                 struct work_struct, entry);
2273                 process_one_work(worker, work);
2274         }
2275 }
2276
2277 /**
2278  * worker_thread - the worker thread function
2279  * @__worker: self
2280  *
2281  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2282  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2283  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2284  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2285  * will be explained in rescuer_thread().
2286  *
2287  * Return: 0
2288  */
2289 static int worker_thread(void *__worker)
2290 {
2291         struct worker *worker = __worker;
2292         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2293
2294         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2295         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2296 woke_up:
2297         spin_lock_irq(&pool->lock);
2298
2299         /* am I supposed to die? */
2300         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2301                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2302                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2303                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2304                 return 0;
2305         }
2306
2307         worker_leave_idle(worker);
2308 recheck:
2309         /* no more worker necessary? */
2310         if (!need_more_worker(pool))
2311                 goto sleep;
2312
2313         /* do we need to manage? */
2314         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2315                 goto recheck;
2316
2317         /*
2318          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2319          * preparing to process a work or actually processing it.
2320          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2321          */
2322         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2323
2324         /*
2325          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2326          * worker or that someone else has already assumed the manager
2327          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2328          * management if applicable and concurrency management is restored
2329          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2330          */
2331         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2332
2333         do {
2334                 struct work_struct *work =
2335                         list_first_entry(&pool->worklist,
2336                                          struct work_struct, entry);
2337
2338                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2339                         /* optimization path, not strictly necessary */
2340                         process_one_work(worker, work);
2341                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2342                                 process_scheduled_works(worker);
2343                 } else {
2344                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2345                         process_scheduled_works(worker);
2346                 }
2347         } while (keep_working(pool));
2348
2349         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2350 sleep:
2351         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2352                 goto recheck;
2353
2354         /*
2355          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2356          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2357          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2358          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2359          * event.
2360          */
2361         worker_enter_idle(worker);
2362         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2363         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2364         schedule();
2365         goto woke_up;
2366 }
2367
2368 /**
2369  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2370  * @__rescuer: self
2371  *
2372  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2373  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2374  *
2375  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2376  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2377  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2378  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2379  * the problem rescuer solves.
2380  *
2381  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2382  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2383  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2384  *
2385  * This should happen rarely.
2386  *
2387  * Return: 0
2388  */
2389 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2390 {
2391         struct worker *rescuer = __rescuer;
2392         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2393         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2394
2395         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2396
2397         /*
2398          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2399          * doesn't participate in concurrency management.
2400          */
2401         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2402 repeat:
2403         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2404
2405         if (kthread_should_stop()) {
2406                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2407                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2408                 return 0;
2409         }
2410
2411         /* see whether any pwq is asking for help */
2412         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2413
2414         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2415                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2416                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2417                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2418                 struct work_struct *work, *n;
2419
2420                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2421                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2422
2423                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2424
2425                 /* migrate to the target cpu if possible */
2426                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2427                 rescuer->pool = pool;
2428
2429                 /*
2430                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2431                  * process'em.
2432                  */
2433                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2434                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2435                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2436                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2437
2438                 process_scheduled_works(rescuer);
2439
2440                 /*
2441                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2442                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2443                  * and stalling the execution.
2444                  */
2445                 if (keep_working(pool))
2446                         wake_up_worker(pool);
2447
2448                 rescuer->pool = NULL;
2449                 spin_unlock(&pool->lock);
2450                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2451         }
2452
2453         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2454
2455         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2456         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2457         schedule();
2458         goto repeat;
2459 }
2460
2461 struct wq_barrier {
2462         struct work_struct      work;
2463         struct completion       done;
2464 };
2465
2466 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2467 {
2468         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2469         complete(&barr->done);
2470 }
2471
2472 /**
2473  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2474  * @pwq: pwq to insert barrier into
2475  * @barr: wq_barrier to insert
2476  * @target: target work to attach @barr to
2477  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2478  *
2479  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2480  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2481  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2482  * cpu.
2483  *
2484  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2485  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2486  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2487  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2488  * after a work with LINKED flag set.
2489  *
2490  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2491  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2492  *
2493  * CONTEXT:
2494  * spin_lock_irq(pool->lock).
2495  */
2496 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2497                               struct wq_barrier *barr,
2498                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2499 {
2500         struct list_head *head;
2501         unsigned int linked = 0;
2502
2503         /*
2504          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2505          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2506          * checks and call back into the fixup functions where we
2507          * might deadlock.
2508          */
2509         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2510         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2511         init_completion(&barr->done);
2512
2513         /*
2514          * If @target is currently being executed, schedule the
2515          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2516          */
2517         if (worker)
2518                 head = worker->scheduled.next;
2519         else {
2520                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2521
2522                 head = target->entry.next;
2523                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2524                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2525                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2526         }
2527
2528         debug_work_activate(&barr->work);
2529         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2530                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2531 }
2532
2533 /**
2534  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2535  * @wq: workqueue being flushed
2536  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2537  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2538  *
2539  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2540  *
2541  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2542  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2543  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2544  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2545  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2546  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2547  *
2548  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2549  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2550  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2551  * is returned.
2552  *
2553  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2554  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2555  * advanced to @work_color.
2556  *
2557  * CONTEXT:
2558  * mutex_lock(wq->mutex).
2559  *
2560  * Return:
2561  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2562  * otherwise.
2563  */
2564 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2565                                       int flush_color, int work_color)
2566 {
2567         bool wait = false;
2568         struct pool_workqueue *pwq;
2569
2570         if (flush_color >= 0) {
2571                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2572                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2573         }
2574
2575         for_each_pwq(pwq, wq) {
2576                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2577
2578                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2579
2580                 if (flush_color >= 0) {
2581                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2582
2583                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2584                                 pwq->flush_color = flush_color;
2585                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2586                                 wait = true;
2587                         }
2588                 }
2589
2590                 if (work_color >= 0) {
2591                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2592                         pwq->work_color = work_color;
2593                 }
2594
2595                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2596         }
2597
2598         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2599                 complete(&wq->first_flusher->done);
2600
2601         return wait;
2602 }
2603
2604 /**
2605  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2606  * @wq: workqueue to flush
2607  *
2608  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2609  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2610  */
2611 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2612 {
2613         struct wq_flusher this_flusher = {
2614                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2615                 .flush_color = -1,
2616                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2617         };
2618         int next_color;
2619
2620         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2621         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2622
2623         mutex_lock(&wq->mutex);
2624
2625         /*
2626          * Start-to-wait phase
2627          */
2628         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2629
2630         if (next_color != wq->flush_color) {
2631                 /*
2632                  * Color space is not full.  The current work_color
2633                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2634                  * by one.
2635                  */
2636                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2637                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2638                 wq->work_color = next_color;
2639
2640                 if (!wq->first_flusher) {
2641                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2642                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2643
2644                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2645
2646                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2647                                                        wq->work_color)) {
2648                                 /* nothing to flush, done */
2649                                 wq->flush_color = next_color;
2650                                 wq->first_flusher = NULL;
2651                                 goto out_unlock;
2652                         }
2653                 } else {
2654                         /* wait in queue */
2655                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2656                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2657                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2658                 }
2659         } else {
2660                 /*
2661                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2662                  * The next flush completion will assign us
2663                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2664                  */
2665                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2666         }
2667
2668         mutex_unlock(&wq->mutex);
2669
2670         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2671
2672         /*
2673          * Wake-up-and-cascade phase
2674          *
2675          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2676          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2677          */
2678         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2679                 return;
2680
2681         mutex_lock(&wq->mutex);
2682
2683         /* we might have raced, check again with mutex held */
2684         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2685                 goto out_unlock;
2686
2687         wq->first_flusher = NULL;
2688
2689         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2690         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2691
2692         while (true) {
2693                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2694
2695                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2696                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2697                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2698                                 break;
2699                         list_del_init(&next->list);
2700                         complete(&next->done);
2701                 }
2702
2703                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2704                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2705
2706                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2707                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2708
2709                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2710                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2711                         /*
2712                          * Assign the same color to all overflowed
2713                          * flushers, advance work_color and append to
2714                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2715                          * phase for these overflowed flushers.
2716                          */
2717                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2718                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2719
2720                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2721
2722                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2723                                               &wq->flusher_queue);
2724                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2725                 }
2726
2727                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2728                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2729                         break;
2730                 }
2731
2732                 /*
2733                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2734                  * the new first flusher and arm pwqs.
2735                  */
2736                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2737                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2738
2739                 list_del_init(&next->list);
2740                 wq->first_flusher = next;
2741
2742                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2743                         break;
2744
2745                 /*
2746                  * Meh... this color is already done, clear first
2747                  * flusher and repeat cascading.
2748                  */
2749                 wq->first_flusher = NULL;
2750         }
2751
2752 out_unlock:
2753         mutex_unlock(&wq->mutex);
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2756
2757 /**
2758  * drain_workqueue - drain a workqueue
2759  * @wq: workqueue to drain
2760  *
2761  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2762  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2763  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2764  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2765  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2766  * takes too long.
2767  */
2768 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2769 {
2770         unsigned int flush_cnt = 0;
2771         struct pool_workqueue *pwq;
2772
2773         /*
2774          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2775          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2776          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2777          */
2778         mutex_lock(&wq->mutex);
2779         if (!wq->nr_drainers++)
2780                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2781         mutex_unlock(&wq->mutex);
2782 reflush:
2783         flush_workqueue(wq);
2784
2785         mutex_lock(&wq->mutex);
2786
2787         for_each_pwq(pwq, wq) {
2788                 bool drained;
2789
2790                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2791                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2792                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2793
2794                 if (drained)
2795                         continue;
2796
2797                 if (++flush_cnt == 10 ||
2798                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2799                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2800                                 wq->name, flush_cnt);
2801
2802                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2803                 goto reflush;
2804         }
2805
2806         if (!--wq->nr_drainers)
2807                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2808         mutex_unlock(&wq->mutex);
2809 }
2810 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2811
2812 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2813 {
2814         struct worker *worker = NULL;
2815         struct worker_pool *pool;
2816         struct pool_workqueue *pwq;
2817
2818         might_sleep();
2819
2820         local_irq_disable();
2821         pool = get_work_pool(work);
2822         if (!pool) {
2823                 local_irq_enable();
2824                 return false;
2825         }
2826
2827         spin_lock(&pool->lock);
2828         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2829         pwq = get_work_pwq(work);
2830         if (pwq) {
2831                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2832                         goto already_gone;
2833         } else {
2834                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2835                 if (!worker)
2836                         goto already_gone;
2837                 pwq = worker->current_pwq;
2838         }
2839
2840         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2841         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2842
2843         /*
2844          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2845          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2846          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2847          * access.
2848          */
2849         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2850                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2851         else
2852                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2853         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2854
2855         return true;
2856 already_gone:
2857         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2858         return false;
2859 }
2860
2861 /**
2862  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2863  * @work: the work to flush
2864  *
2865  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2866  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2867  *
2868  * Return:
2869  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2870  * %false if it was already idle.
2871  */
2872 bool flush_work(struct work_struct *work)
2873 {
2874         struct wq_barrier barr;
2875
2876         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2877         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2878
2879         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2880                 wait_for_completion(&barr.done);
2881                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2882                 return true;
2883         } else {
2884                 return false;
2885         }
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2888
2889 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2890 {
2891         unsigned long flags;
2892         int ret;
2893
2894         do {
2895                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2896                 /*
2897                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2898                  * would be waiting for before retrying.
2899                  */
2900                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2901                         flush_work(work);
2902         } while (unlikely(ret < 0));
2903
2904         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2905         mark_work_canceling(work);
2906         local_irq_restore(flags);
2907
2908         flush_work(work);
2909         clear_work_data(work);
2910         return ret;
2911 }
2912
2913 /**
2914  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2915  * @work: the work to cancel
2916  *
2917  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2918  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2919  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2920  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2921  *
2922  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2923  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2924  *
2925  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2926  * queued can't be destroyed before this function returns.
2927  *
2928  * Return:
2929  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2930  */
2931 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2932 {
2933         return __cancel_work_timer(work, false);
2934 }
2935 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2936
2937 /**
2938  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2939  * @dwork: the delayed work to flush
2940  *
2941  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2942  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2943  * considers the last queueing instance of @dwork.
2944  *
2945  * Return:
2946  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2947  * %false if it was already idle.
2948  */
2949 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2950 {
2951         local_irq_disable();
2952         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2953                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2954         local_irq_enable();
2955         return flush_work(&dwork->work);
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2958
2959 /**
2960  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2961  * @dwork: delayed_work to cancel
2962  *
2963  * Kill off a pending delayed_work.
2964  *
2965  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2966  * pending.
2967  *
2968  * Note:
2969  * The work callback function may still be running on return, unless
2970  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2971  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2972  *
2973  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2974  */
2975 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2976 {
2977         unsigned long flags;
2978         int ret;
2979
2980         do {
2981                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2982         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2983
2984         if (unlikely(ret < 0))
2985                 return false;
2986
2987         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2988                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2989         local_irq_restore(flags);
2990         return ret;
2991 }
2992 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2993
2994 /**
2995  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2996  * @dwork: the delayed work cancel
2997  *
2998  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2999  *
3000  * Return:
3001  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3002  */
3003 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3004 {
3005         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3008
3009 /**
3010  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3011  * @func: the function to call
3012  *
3013  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3014  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3015  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3016  *
3017  * Return:
3018  * 0 on success, -errno on failure.
3019  */
3020 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3021 {
3022         int cpu;
3023         struct work_struct __percpu *works;
3024
3025         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3026         if (!works)
3027                 return -ENOMEM;
3028
3029         get_online_cpus();
3030
3031         for_each_online_cpu(cpu) {
3032                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3033
3034                 INIT_WORK(work, func);
3035                 schedule_work_on(cpu, work);
3036         }
3037
3038         for_each_online_cpu(cpu)
3039                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3040
3041         put_online_cpus();
3042         free_percpu(works);
3043         return 0;
3044 }
3045
3046 /**
3047  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3048  *
3049  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3050  * completion.
3051  *
3052  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3053  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3054  * will lead to deadlock:
3055  *
3056  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3057  *      a lock held by your code or its caller.
3058  *
3059  *      Your code is running in the context of a work routine.
3060  *
3061  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3062  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3063  * what locks they need, which you have no control over.
3064  *
3065  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3066  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3067  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3068  * cancel_work_sync() instead.
3069  */
3070 void flush_scheduled_work(void)
3071 {
3072         flush_workqueue(system_wq);
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3075
3076 /**
3077  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3078  * @fn:         the function to execute
3079  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3080  *              be available when the work executes)
3081  *
3082  * Executes the function immediately if process context is available,
3083  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3084  *
3085  * Return:      0 - function was executed
3086  *              1 - function was scheduled for execution
3087  */
3088 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3089 {
3090         if (!in_interrupt()) {
3091                 fn(&ew->work);
3092                 return 0;
3093         }
3094
3095         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3096         schedule_work(&ew->work);
3097
3098         return 1;
3099 }
3100 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3101
3102 #ifdef CONFIG_SYSFS
3103 /*
3104  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3105  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3106  * following attributes.
3107  *
3108  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3109  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3110  *
3111  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3112  *
3113  *  id          RO int  : the associated pool ID
3114  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3115  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3116  */
3117 struct wq_device {
3118         struct workqueue_struct         *wq;
3119         struct device                   dev;
3120 };
3121
3122 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3123 {
3124         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3125
3126         return wq_dev->wq;
3127 }
3128
3129 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3130                             char *buf)
3131 {
3132         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3133
3134         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3135 }
3136 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
3137
3138 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
3139                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3140 {
3141         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3142
3143         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3144 }
3145
3146 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
3147                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
3148                                 size_t count)
3149 {
3150         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3151         int val;
3152
3153         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3154                 return -EINVAL;
3155
3156         workqueue_set_max_active(wq, val);
3157         return count;
3158 }
3159 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
3160
3161 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
3162         &dev_attr_per_cpu.attr,
3163         &dev_attr_max_active.attr,
3164         NULL,
3165 };
3166 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
3167
3168 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3169                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3170 {
3171         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3172         const char *delim = "";
3173         int node, written = 0;
3174
3175         rcu_read_lock_sched();
3176         for_each_node(node) {
3177                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3178                                      "%s%d:%d", delim, node,
3179                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3180                 delim = " ";
3181         }
3182         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3183         rcu_read_unlock_sched();
3184
3185         return written;
3186 }
3187
3188 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3189                             char *buf)
3190 {
3191         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3192         int written;
3193
3194         mutex_lock(&wq->mutex);
3195         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3196         mutex_unlock(&wq->mutex);
3197
3198         return written;
3199 }
3200
3201 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3202 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3203 {
3204         struct workqueue_attrs *attrs;
3205
3206         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3207         if (!attrs)
3208                 return NULL;
3209
3210         mutex_lock(&wq->mutex);
3211         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3212         mutex_unlock(&wq->mutex);
3213         return attrs;
3214 }
3215
3216 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3217                              const char *buf, size_t count)
3218 {
3219         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3220         struct workqueue_attrs *attrs;
3221         int ret;
3222
3223         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3224         if (!attrs)
3225                 return -ENOMEM;
3226
3227         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3228             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3229                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3230         else
3231                 ret = -EINVAL;
3232
3233         free_workqueue_attrs(attrs);
3234         return ret ?: count;
3235 }
3236
3237 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3238                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3239 {
3240         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3241         int written;
3242
3243         mutex_lock(&wq->mutex);
3244         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3245         mutex_unlock(&wq->mutex);
3246
3247         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3248         return written;
3249 }
3250
3251 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3252                                 struct device_attribute *attr,
3253                                 const char *buf, size_t count)
3254 {
3255         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3256         struct workqueue_attrs *attrs;
3257         int ret;
3258
3259         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3260         if (!attrs)
3261                 return -ENOMEM;
3262
3263         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3264         if (!ret)
3265                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3266
3267         free_workqueue_attrs(attrs);
3268         return ret ?: count;
3269 }
3270
3271 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3272                             char *buf)
3273 {
3274         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3275         int written;
3276
3277         mutex_lock(&wq->mutex);
3278         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3279                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3280         mutex_unlock(&wq->mutex);
3281
3282         return written;
3283 }
3284
3285 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3286                              const char *buf, size_t count)
3287 {
3288         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3289         struct workqueue_attrs *attrs;
3290         int v, ret;
3291
3292         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3293         if (!attrs)
3294                 return -ENOMEM;
3295
3296         ret = -EINVAL;
3297         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3298                 attrs->no_numa = !v;
3299                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3300         }
3301
3302         free_workqueue_attrs(attrs);
3303         return ret ?: count;
3304 }
3305
3306 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3307         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3308         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3309         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3310         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3311         __ATTR_NULL,
3312 };
3313
3314 static struct bus_type wq_subsys = {
3315         .name                           = "workqueue",
3316         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
3317 };
3318
3319 static int __init wq_sysfs_init(void)
3320 {
3321         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3322 }
3323 core_initcall(wq_sysfs_init);
3324
3325 static void wq_device_release(struct device *dev)
3326 {
3327         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3328
3329         kfree(wq_dev);
3330 }
3331
3332 /**
3333  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3334  * @wq: the workqueue to register
3335  *
3336  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3337  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3338  * which is the preferred method.
3339  *
3340  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3341  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3342  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3343  * attributes.
3344  *
3345  * Return: 0 on success, -errno on failure.
3346  */
3347 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3348 {
3349         struct wq_device *wq_dev;
3350         int ret;
3351
3352         /*
3353          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3354          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3355          * workqueues.
3356          */
3357         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3358                 return -EINVAL;
3359
3360         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3361         if (!wq_dev)
3362                 return -ENOMEM;
3363
3364         wq_dev->wq = wq;
3365         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3366         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3367         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3368
3369         /*
3370          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3371          * everything is ready.
3372          */
3373         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3374
3375         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3376         if (ret) {
3377                 kfree(wq_dev);
3378                 wq->wq_dev = NULL;
3379                 return ret;
3380         }
3381
3382         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3383                 struct device_attribute *attr;
3384
3385                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3386                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3387                         if (ret) {
3388                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3389                                 wq->wq_dev = NULL;
3390                                 return ret;
3391                         }
3392                 }
3393         }
3394
3395         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3396         return 0;
3397 }
3398
3399 /**
3400  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3401  * @wq: the workqueue to unregister
3402  *
3403  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3404  */
3405 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3406 {
3407         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3408
3409         if (!wq->wq_dev)
3410                 return;
3411
3412         wq->wq_dev = NULL;
3413         device_unregister(&wq_dev->dev);
3414 }
3415 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3416 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3417 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3418
3419 /**
3420  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3421  * @attrs: workqueue_attrs to free
3422  *
3423  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3424  */
3425 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3426 {
3427         if (attrs) {
3428                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3429                 kfree(attrs);
3430         }
3431 }
3432
3433 /**
3434  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3435  * @gfp_mask: allocation mask to use
3436  *
3437  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3438  * return it.
3439  *
3440  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3441  */
3442 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3443 {
3444         struct workqueue_attrs *attrs;
3445
3446         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3447         if (!attrs)
3448                 goto fail;
3449         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3450                 goto fail;
3451
3452         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3453         return attrs;
3454 fail:
3455         free_workqueue_attrs(attrs);
3456         return NULL;
3457 }
3458
3459 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3460                                  const struct workqueue_attrs *from)
3461 {
3462         to->nice = from->nice;
3463         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3464         /*
3465          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3466          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3467          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3468          */
3469         to->no_numa = from->no_numa;
3470 }
3471
3472 /* hash value of the content of @attr */
3473 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3474 {
3475         u32 hash = 0;
3476
3477         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3478         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3479                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3480         return hash;
3481 }
3482
3483 /* content equality test */
3484 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3485                           const struct workqueue_attrs *b)
3486 {
3487         if (a->nice != b->nice)
3488                 return false;
3489         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3490                 return false;
3491         return true;
3492 }
3493
3494 /**
3495  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3496  * @pool: worker_pool to initialize
3497  *
3498  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3499  *
3500  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3501  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3502  * on @pool safely to release it.
3503  */
3504 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3505 {
3506         spin_lock_init(&pool->lock);
3507         pool->id = -1;
3508         pool->cpu = -1;
3509         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3510         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3511         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3512         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3513         hash_init(pool->busy_hash);
3514
3515         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3516         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3517         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3518
3519         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3520                     (unsigned long)pool);
3521
3522         mutex_init(&pool->manager_arb);
3523         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3524         idr_init(&pool->worker_idr);
3525
3526         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3527         pool->refcnt = 1;
3528
3529         /* shouldn't fail above this point */
3530         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3531         if (!pool->attrs)
3532                 return -ENOMEM;
3533         return 0;
3534 }
3535
3536 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3537 {
3538         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3539
3540         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3541         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3542         kfree(pool);
3543 }
3544
3545 /**
3546  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3547  * @pool: worker_pool to put
3548  *
3549  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3550  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3551  * and this function should be able to release pools which went through,
3552  * successfully or not, init_worker_pool().
3553  *
3554  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3555  */
3556 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3557 {
3558         struct worker *worker;
3559
3560         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3561
3562         if (--pool->refcnt)
3563                 return;
3564
3565         /* sanity checks */
3566         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3567             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3568                 return;
3569
3570         /* release id and unhash */
3571         if (pool->id >= 0)
3572                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3573         hash_del(&pool->hash_node);
3574
3575         /*
3576          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3577          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3578          * manager_mutex.
3579          */
3580         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3581         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3582         spin_lock_irq(&pool->lock);
3583
3584         while ((worker = first_worker(pool)))
3585                 destroy_worker(worker);
3586         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3587
3588         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3589         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3590         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3591
3592         /* shut down the timers */
3593         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3594         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3595
3596         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3597         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3598 }
3599
3600 /**
3601  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3602  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3603  *
3604  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3605  * reference count and return it.  If there already is a matching
3606  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3607  * create a new one.
3608  *
3609  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3610  *
3611  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3612  * On failure, %NULL.
3613  */
3614 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3615 {
3616         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3617         struct worker_pool *pool;
3618         int node;
3619
3620         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3621
3622         /* do we already have a matching pool? */
3623         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3624                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3625                         pool->refcnt++;
3626                         goto out_unlock;
3627                 }
3628         }
3629
3630         /* nope, create a new one */
3631         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3632         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3633                 goto fail;
3634
3635         if (workqueue_freezing)
3636                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3637
3638         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3639         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3640
3641         /*
3642          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3643          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3644          */
3645         pool->attrs->no_numa = false;
3646
3647         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3648         if (wq_numa_enabled) {
3649                 for_each_node(node) {
3650                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3651                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3652                                 pool->node = node;
3653                                 break;
3654                         }
3655                 }
3656         }
3657
3658         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3659                 goto fail;
3660
3661         /* create and start the initial worker */
3662         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3663                 goto fail;
3664
3665         /* install */
3666         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3667 out_unlock:
3668         return pool;
3669 fail:
3670         if (pool)
3671                 put_unbound_pool(pool);
3672         return NULL;
3673 }
3674
3675 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3676 {
3677         kmem_cache_free(pwq_cache,
3678                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3679 }
3680
3681 /*
3682  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3683  * and needs to be destroyed.
3684  */
3685 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3686 {
3687         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3688                                                   unbound_release_work);
3689         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3690         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3691         bool is_last;
3692
3693         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3694                 return;
3695
3696         /*
3697          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3698          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3699          * and consistent with the linking path.
3700          */
3701         mutex_lock(&wq->mutex);
3702         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3703         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3704         mutex_unlock(&wq->mutex);
3705
3706         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3707         put_unbound_pool(pool);
3708         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3709
3710         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3711
3712         /*
3713          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3714          * is gonna access it anymore.  Free it.
3715          */
3716         if (is_last) {
3717                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3718                 kfree(wq);
3719         }
3720 }
3721
3722 /**
3723  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3724  * @pwq: target pool_workqueue
3725  *
3726  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3727  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3728  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3729  */
3730 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3731 {
3732         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3733         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3734
3735         /* for @wq->saved_max_active */
3736         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3737
3738         /* fast exit for non-freezable wqs */
3739         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3740                 return;
3741
3742         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3743
3744         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3745                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3746
3747                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3748                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3749                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3750
3751                 /*
3752                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3753                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3754                  */
3755                 wake_up_worker(pwq->pool);
3756         } else {
3757                 pwq->max_active = 0;
3758         }
3759
3760         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3761 }
3762
3763 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3764 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3765                      struct worker_pool *pool)
3766 {
3767         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3768
3769         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3770
3771         pwq->pool = pool;
3772         pwq->wq = wq;
3773         pwq->flush_color = -1;
3774         pwq->refcnt = 1;
3775         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3776         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3777         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3778         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3779 }
3780
3781 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3782 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3783 {
3784         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3785
3786         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3787
3788         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3789         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3790                 return;
3791
3792         /*
3793          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3794          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3795          */
3796         pwq->work_color = wq->work_color;
3797
3798         /* sync max_active to the current setting */
3799         pwq_adjust_max_active(pwq);
3800
3801         /* link in @pwq */
3802         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3803 }
3804
3805 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3806 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3807                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3808 {
3809         struct worker_pool *pool;
3810         struct pool_workqueue *pwq;
3811
3812         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3813
3814         pool = get_unbound_pool(attrs);
3815         if (!pool)
3816                 return NULL;
3817
3818         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3819         if (!pwq) {
3820                 put_unbound_pool(pool);
3821                 return NULL;
3822         }
3823
3824         init_pwq(pwq, wq, pool);
3825         return pwq;
3826 }
3827
3828 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3829 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3830 {
3831         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3832
3833         if (pwq) {
3834                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3835                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3836         }
3837 }
3838
3839 /**
3840  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3841  * @attrs: the wq_attrs of interest
3842  * @node: the target NUMA node
3843  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3844  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3845  *
3846  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3847  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3848  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3849  *
3850  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3851  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3852  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3853  * @attrs->cpumask.
3854  *
3855  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3856  * stable.
3857  *
3858  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3859  * %false if equal.
3860  */
3861 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3862                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3863 {
3864         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3865                 goto use_dfl;
3866
3867         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3868         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3869         if (cpu_going_down >= 0)
3870                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3871
3872         if (cpumask_empty(cpumask))
3873                 goto use_dfl;
3874
3875         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3876         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3877         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3878
3879 use_dfl:
3880         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3881         return false;
3882 }
3883
3884 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3885 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3886                                                    int node,
3887                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3888 {
3889         struct pool_workqueue *old_pwq;
3890
3891         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3892
3893         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3894         link_pwq(pwq);
3895
3896         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3897         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3898         return old_pwq;
3899 }
3900
3901 /**
3902  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3903  * @wq: the target workqueue
3904  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3905  *
3906  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3907  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3908  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3909  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3910  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3911  * back-to-back will stay on its current pwq.
3912  *
3913  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3914  *
3915  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3916  */
3917 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3918                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3919 {
3920         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3921         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3922         int node, ret;
3923
3924         /* only unbound workqueues can change attributes */
3925         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3926                 return -EINVAL;
3927
3928         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3929         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3930                 return -EINVAL;
3931
3932         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3933         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3934         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3935         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3936                 goto enomem;
3937
3938         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3939         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3940         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3941
3942         /*
3943          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3944          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3945          * pools.
3946          */
3947         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3948
3949         /*
3950          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3951          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3952          * pwqs accordingly.
3953          */
3954         get_online_cpus();
3955
3956         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3957
3958         /*
3959          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3960          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3961          * it even if we don't use it immediately.
3962          */
3963         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3964         if (!dfl_pwq)
3965                 goto enomem_pwq;
3966
3967         for_each_node(node) {
3968                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3969                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3970                         if (!pwq_tbl[node])
3971                                 goto enomem_pwq;
3972                 } else {
3973                         dfl_pwq->refcnt++;
3974                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3975                 }
3976         }
3977
3978         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3979
3980         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3981         mutex_lock(&wq->mutex);
3982
3983         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3984
3985         /* save the previous pwq and install the new one */
3986         for_each_node(node)
3987                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3988
3989         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3990         link_pwq(dfl_pwq);
3991         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3992
3993         mutex_unlock(&wq->mutex);
3994
3995         /* put the old pwqs */
3996         for_each_node(node)
3997                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3998         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3999
4000         put_online_cpus();
4001         ret = 0;
4002         /* fall through */
4003 out_free:
4004         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
4005         free_workqueue_attrs(new_attrs);
4006         kfree(pwq_tbl);
4007         return ret;
4008
4009 enomem_pwq:
4010         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
4011         for_each_node(node)
4012                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
4013                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
4014         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4015         put_online_cpus();
4016 enomem:
4017         ret = -ENOMEM;
4018         goto out_free;
4019 }
4020
4021 /**
4022  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
4023  * @wq: the target workqueue
4024  * @cpu: the CPU coming up or going down
4025  * @online: whether @cpu is coming up or going down
4026  *
4027  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
4028  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
4029  * @wq accordingly.
4030  *
4031  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
4032  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
4033  * correct.
4034  *
4035  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
4036  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4037  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4038  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4039  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4040  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4041  * CPU_DOWN_PREPARE.
4042  */
4043 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4044                                    bool online)
4045 {
4046         int node = cpu_to_node(cpu);
4047         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4048         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4049         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4050         cpumask_t *cpumask;
4051
4052         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4053
4054         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4055                 return;
4056
4057         /*
4058          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4059          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4060          * CPU hotplug exclusion.
4061          */
4062         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4063         cpumask = target_attrs->cpumask;
4064
4065         mutex_lock(&wq->mutex);
4066         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4067                 goto out_unlock;
4068
4069         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4070         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4071
4072         /*
4073          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4074          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4075          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4076          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4077          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4078          */
4079         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4080                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4081                         goto out_unlock;
4082         } else {
4083                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4084                         goto out_unlock;
4085                 else
4086                         goto use_dfl_pwq;
4087         }
4088
4089         mutex_unlock(&wq->mutex);
4090
4091         /* create a new pwq */
4092         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4093         if (!pwq) {
4094                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4095                            wq->name);
4096                 goto out_unlock;
4097         }
4098
4099         /*
4100          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4101          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4102          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4103          * inbetween.
4104          */
4105         mutex_lock(&wq->mutex);
4106         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4107         goto out_unlock;
4108
4109 use_dfl_pwq:
4110         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4111         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4112         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4113         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4114 out_unlock:
4115         mutex_unlock(&wq->mutex);
4116         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4117 }
4118
4119 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4120 {
4121         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4122         int cpu, ret;
4123
4124         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4125                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4126                 if (!wq->cpu_pwqs)
4127                         return -ENOMEM;
4128
4129                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4130                         struct pool_workqueue *pwq =
4131                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4132                         struct worker_pool *cpu_pools =
4133                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4134
4135                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4136
4137                         mutex_lock(&wq->mutex);
4138                         link_pwq(pwq);
4139                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4140                 }
4141                 return 0;
4142         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4143                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4144                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4145                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4146                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4147                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4148                 return ret;
4149         } else {
4150                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4151         }
4152 }
4153
4154 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4155                                const char *name)
4156 {
4157         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4158
4159         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4160                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4161                         max_active, name, 1, lim);
4162
4163         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4164 }
4165
4166 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4167                                                unsigned int flags,
4168                                                int max_active,
4169                                                struct lock_class_key *key,
4170                                                const char *lock_name, ...)
4171 {
4172         size_t tbl_size = 0;
4173         va_list args;
4174         struct workqueue_struct *wq;
4175         struct pool_workqueue *pwq;
4176
4177         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4178         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4179                 flags |= WQ_UNBOUND;
4180
4181         /* allocate wq and format name */
4182         if (flags & WQ_UNBOUND)
4183                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4184
4185         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4186         if (!wq)
4187                 return NULL;
4188
4189         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4190                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4191                 if (!wq->unbound_attrs)
4192                         goto err_free_wq;
4193         }
4194
4195         va_start(args, lock_name);
4196         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4197         va_end(args);
4198
4199         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4200         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4201
4202         /* init wq */
4203         wq->flags = flags;
4204         wq->saved_max_active = max_active;
4205         mutex_init(&wq->mutex);
4206         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4207         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4208         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4209         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4210         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4211
4212         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4213         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4214
4215         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4216                 goto err_free_wq;
4217
4218         /*
4219          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4220          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4221          */
4222         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4223                 struct worker *rescuer;
4224
4225                 rescuer = alloc_worker();
4226                 if (!rescuer)
4227                         goto err_destroy;
4228
4229                 rescuer->rescue_wq = wq;
4230                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4231                                                wq->name);
4232                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4233                         kfree(rescuer);
4234                         goto err_destroy;
4235                 }
4236
4237                 wq->rescuer = rescuer;
4238                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4239                 wake_up_process(rescuer->task);
4240         }
4241
4242         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4243                 goto err_destroy;
4244
4245         /*
4246          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4247          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4248          * list.
4249          */
4250         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4251
4252         mutex_lock(&wq->mutex);
4253         for_each_pwq(pwq, wq)
4254                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4255         mutex_unlock(&wq->mutex);
4256
4257         list_add(&wq->list, &workqueues);
4258
4259         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4260
4261         return wq;
4262
4263 err_free_wq:
4264         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4265         kfree(wq);
4266         return NULL;
4267 err_destroy:
4268         destroy_workqueue(wq);
4269         return NULL;
4270 }
4271 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4272
4273 /**
4274  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4275  * @wq: target workqueue
4276  *
4277  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4278  */
4279 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4280 {
4281         struct pool_workqueue *pwq;
4282         int node;
4283
4284         /* drain it before proceeding with destruction */
4285         drain_workqueue(wq);
4286
4287         /* sanity checks */
4288         mutex_lock(&wq->mutex);
4289         for_each_pwq(pwq, wq) {
4290                 int i;
4291
4292                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4293                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4294                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4295                                 return;
4296                         }
4297                 }
4298
4299                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4300                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4301                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4302                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4303                         return;
4304                 }
4305         }
4306         mutex_unlock(&wq->mutex);
4307
4308         /*
4309          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4310          * flushing is complete in case freeze races us.
4311          */
4312         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4313         list_del_init(&wq->list);
4314         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4315
4316         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4317
4318         if (wq->rescuer) {
4319                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4320                 kfree(wq->rescuer);
4321                 wq->rescuer = NULL;
4322         }
4323
4324         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4325                 /*
4326                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4327                  * free the pwqs and wq.
4328                  */
4329                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4330                 kfree(wq);
4331         } else {
4332                 /*
4333                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4334                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4335                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4336                  */
4337                 for_each_node(node) {
4338                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4339                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4340                         put_pwq_unlocked(pwq);
4341                 }
4342
4343                 /*
4344                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4345                  * put.  Don't access it afterwards.
4346                  */
4347                 pwq = wq->dfl_pwq;
4348                 wq->dfl_pwq = NULL;
4349                 put_pwq_unlocked(pwq);
4350         }
4351 }
4352 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4353
4354 /**
4355  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4356  * @wq: target workqueue
4357  * @max_active: new max_active value.
4358  *
4359  * Set max_active of @wq to @max_active.
4360  *
4361  * CONTEXT:
4362  * Don't call from IRQ context.
4363  */
4364 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4365 {
4366         struct pool_workqueue *pwq;
4367
4368         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4369         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4370                 return;
4371
4372         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4373
4374         mutex_lock(&wq->mutex);
4375
4376         wq->saved_max_active = max_active;
4377
4378         for_each_pwq(pwq, wq)
4379                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4380
4381         mutex_unlock(&wq->mutex);
4382 }
4383 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4384
4385 /**
4386  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4387  *
4388  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4389  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4390  *
4391  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4392  */
4393 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4394 {
4395         struct worker *worker = current_wq_worker();
4396
4397         return worker && worker->rescue_wq;
4398 }
4399
4400 /**
4401  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4402  * @cpu: CPU in question
4403  * @wq: target workqueue
4404  *
4405  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4406  * no synchronization around this function and the test result is
4407  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4408  *
4409  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4410  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4411  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4412  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4413  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4414  *
4415  * Return:
4416  * %true if congested, %false otherwise.
4417  */
4418 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4419 {
4420         struct pool_workqueue *pwq;
4421         bool ret;
4422
4423         rcu_read_lock_sched();
4424
4425         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4426                 cpu = smp_processor_id();
4427
4428         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4429                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4430         else
4431                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4432
4433         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4434         rcu_read_unlock_sched();
4435
4436         return ret;
4437 }
4438 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4439
4440 /**
4441  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4442  * @work: the work to be tested
4443  *
4444  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4445  * synchronization around this function and the test result is
4446  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4447  *
4448  * Return:
4449  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4450  */
4451 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4452 {
4453         struct worker_pool *pool;
4454         unsigned long flags;
4455         unsigned int ret = 0;
4456
4457         if (work_pending(work))
4458                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4459
4460         local_irq_save(flags);
4461         pool = get_work_pool(work);
4462         if (pool) {
4463                 spin_lock(&pool->lock);
4464                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4465                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4466                 spin_unlock(&pool->lock);
4467         }
4468         local_irq_restore(flags);
4469
4470         return ret;
4471 }
4472 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4473
4474 /**
4475  * set_worker_desc - set description for the current work item
4476  * @fmt: printf-style format string
4477  * @...: arguments for the format string
4478  *
4479  * This function can be called by a running work function to describe what
4480  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4481  * information will be printed out together to help debugging.  The
4482  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4483  */
4484 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4485 {
4486         struct worker *worker = current_wq_worker();
4487         va_list args;
4488
4489         if (worker) {
4490                 va_start(args, fmt);
4491                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4492                 va_end(args);
4493                 worker->desc_valid = true;
4494         }
4495 }
4496
4497 /**
4498  * print_worker_info - print out worker information and description
4499  * @log_lvl: the log level to use when printing
4500  * @task: target task
4501  *
4502  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4503  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4504  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4505  *
4506  * This function can be safely called on any task as long as the
4507  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4508  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4509  */
4510 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4511 {
4512         work_func_t *fn = NULL;
4513         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4514         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4515         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4516         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4517         bool desc_valid = false;
4518         struct worker *worker;
4519
4520         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4521                 return;
4522
4523         /*
4524          * This function is called without any synchronization and @task
4525          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4526          */
4527         worker = probe_kthread_data(task);
4528
4529         /*
4530          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4531          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4532          */
4533         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4534         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4535         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4536         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4537
4538         /* copy worker description */
4539         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4540         if (desc_valid)
4541                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4542
4543         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4544                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4545                 if (desc[0])
4546                         pr_cont(" (%s)", desc);
4547                 pr_cont("\n");
4548         }
4549 }
4550
4551 /*
4552  * CPU hotplug.
4553  *
4554  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4555  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4556  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4557  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4558  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4559  * blocked draining impractical.
4560  *
4561  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4562  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4563  * cpu comes back online.
4564  */
4565
4566 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4567 {
4568         int cpu = smp_processor_id();
4569         struct worker_pool *pool;
4570         struct worker *worker;
4571         int wi;
4572
4573         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4574                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4575
4576                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4577                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4578
4579                 /*
4580                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4581                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4582                  * except for the ones which are still executing works from
4583                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4584                  * this, they may become diasporas.
4585                  */
4586                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4587                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4588
4589                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4590
4591                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4592                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4593
4594                 /*
4595                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4596                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4597                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4598                  * from other cpus.
4599                  */
4600                 schedule();
4601
4602                 /*
4603                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4604                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4605                  * and keep_working() are always true as long as the
4606                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4607                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4608                  * are served by workers tied to the pool.
4609                  */
4610                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4611
4612                 /*
4613                  * With concurrency management just turned off, a busy
4614                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4615                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4616                  */
4617                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4618                 wake_up_worker(pool);
4619                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4620         }
4621 }
4622
4623 /**
4624  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4625  * @pool: pool of interest
4626  *
4627  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4628  */
4629 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4630 {
4631         struct worker *worker;
4632         int wi;
4633
4634         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4635
4636         /*
4637          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4638          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4639          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4640          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4641          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4642          */
4643         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4644                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4645                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4646
4647         spin_lock_irq(&pool->lock);
4648
4649         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4650                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4651
4652                 /*
4653                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4654                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4655                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4656                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4657                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4658                  * be bound before @pool->lock is released.
4659                  */
4660                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4661                         wake_up_process(worker->task);
4662
4663                 /*
4664                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4665                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4666                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4667                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4668                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4669                  * concurrency management.  Note that when or whether
4670                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4671                  *
4672                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4673                  * tested without holding any lock in
4674                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4675                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4676                  * management operations.
4677                  */
4678                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4679                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4680                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4681                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4682         }
4683
4684         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4685 }
4686
4687 /**
4688  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4689  * @pool: unbound pool of interest
4690  * @cpu: the CPU which is coming up
4691  *
4692  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4693  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4694  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4695  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4696  */
4697 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4698 {
4699         static cpumask_t cpumask;
4700         struct worker *worker;
4701         int wi;
4702
4703         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4704
4705         /* is @cpu allowed for @pool? */
4706         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4707                 return;
4708
4709         /* is @cpu the only online CPU? */
4710         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4711         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4712                 return;
4713
4714         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4715         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4716                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4717                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4718 }
4719
4720 /*
4721  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4722  * This will be registered high priority CPU notifier.
4723  */
4724 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4725                                                unsigned long action,
4726                                                void *hcpu)
4727 {
4728         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4729         struct worker_pool *pool;
4730         struct workqueue_struct *wq;
4731         int pi;
4732
4733         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4734         case CPU_UP_PREPARE:
4735                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4736                         if (pool->nr_workers)
4737                                 continue;
4738                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4739                                 return NOTIFY_BAD;
4740                 }
4741                 break;
4742
4743         case CPU_DOWN_FAILED:
4744         case CPU_ONLINE:
4745                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4746
4747                 for_each_pool(pool, pi) {
4748                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4749
4750                         if (pool->cpu == cpu) {
4751                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4752                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4753                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4754
4755                                 rebind_workers(pool);
4756                         } else if (pool->cpu < 0) {
4757                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4758                         }
4759
4760                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4761                 }
4762
4763                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4764                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4765                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4766
4767                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4768                 break;
4769         }
4770         return NOTIFY_OK;
4771 }
4772
4773 /*
4774  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4775  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4776  */
4777 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4778                                                  unsigned long action,
4779                                                  void *hcpu)
4780 {
4781         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4782         struct work_struct unbind_work;
4783         struct workqueue_struct *wq;
4784
4785         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4786         case CPU_DOWN_PREPARE:
4787                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4788                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4789                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4790
4791                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4792                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4793                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4794                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4795                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4796
4797                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4798                 flush_work(&unbind_work);
4799                 destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4800                 break;
4801         }
4802         return NOTIFY_OK;
4803 }
4804
4805 #ifdef CONFIG_SMP
4806
4807 struct work_for_cpu {
4808         struct work_struct work;
4809         long (*fn)(void *);
4810         void *arg;
4811         long ret;
4812 };
4813
4814 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4815 {
4816         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4817
4818         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4819 }
4820
4821 /**
4822  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4823  * @cpu: the cpu to run on
4824  * @fn: the function to run
4825  * @arg: the function arg
4826  *
4827  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4828  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4829  *
4830  * Return: The value @fn returns.
4831  */
4832 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4833 {
4834         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4835
4836         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4837         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4838         flush_work(&wfc.work);
4839         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4840         return wfc.ret;
4841 }
4842 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4843 #endif /* CONFIG_SMP */
4844
4845 #ifdef CONFIG_FREEZER
4846
4847 /**
4848  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4849  *
4850  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4851  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4852  * pool->worklist.
4853  *
4854  * CONTEXT:
4855  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4856  */
4857 void freeze_workqueues_begin(void)
4858 {
4859         struct worker_pool *pool;
4860         struct workqueue_struct *wq;
4861         struct pool_workqueue *pwq;
4862         int pi;
4863
4864         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4865
4866         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4867         workqueue_freezing = true;
4868
4869         /* set FREEZING */
4870         for_each_pool(pool, pi) {
4871                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4872                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4873                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4874                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4875         }
4876
4877         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4878                 mutex_lock(&wq->mutex);
4879                 for_each_pwq(pwq, wq)
4880                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4881                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4882         }
4883
4884         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4885 }
4886
4887 /**
4888  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4889  *
4890  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4891  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4892  *
4893  * CONTEXT:
4894  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4895  *
4896  * Return:
4897  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4898  * is complete.
4899  */
4900 bool freeze_workqueues_busy(void)
4901 {
4902         bool busy = false;
4903         struct workqueue_struct *wq;
4904         struct pool_workqueue *pwq;
4905
4906         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4907
4908         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4909
4910         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4911                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4912                         continue;
4913                 /*
4914                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4915                  * to peek without lock.
4916                  */
4917                 rcu_read_lock_sched();
4918                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4919                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4920                         if (pwq->nr_active) {
4921                                 busy = true;
4922                                 rcu_read_unlock_sched();
4923                                 goto out_unlock;
4924                         }
4925                 }
4926                 rcu_read_unlock_sched();
4927         }
4928 out_unlock:
4929         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4930         return busy;
4931 }
4932
4933 /**
4934  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4935  *
4936  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4937  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4938  *
4939  * CONTEXT:
4940  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4941  */
4942 void thaw_workqueues(void)
4943 {
4944         struct workqueue_struct *wq;
4945         struct pool_workqueue *pwq;
4946         struct worker_pool *pool;
4947         int pi;
4948
4949         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4950
4951         if (!workqueue_freezing)
4952                 goto out_unlock;
4953
4954         /* clear FREEZING */
4955         for_each_pool(pool, pi) {
4956                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4957                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4958                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4959                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4960         }
4961
4962         /* restore max_active and repopulate worklist */
4963         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4964                 mutex_lock(&wq->mutex);
4965                 for_each_pwq(pwq, wq)
4966                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4967                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4968         }
4969
4970         workqueue_freezing = false;
4971 out_unlock:
4972         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4973 }
4974 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4975
4976 static void __init wq_numa_init(void)
4977 {
4978         cpumask_var_t *tbl;
4979         int node, cpu;
4980
4981         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4982         for_each_node(node)
4983                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4984
4985         if (num_possible_nodes() <= 1)
4986                 return;
4987
4988         if (wq_disable_numa) {
4989                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4990                 return;
4991         }
4992
4993         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4994         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4995
4996         /*
4997          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4998          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4999          * fully initialized by now.
5000          */
5001         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5002         BUG_ON(!tbl);
5003
5004         for_each_node(node)
5005                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5006                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5007
5008         for_each_possible_cpu(cpu) {
5009                 node = cpu_to_node(cpu);
5010                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5011                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5012                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5013                         return;
5014                 }
5015                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5016         }
5017
5018         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5019         wq_numa_enabled = true;
5020 }
5021
5022 static int __init init_workqueues(void)
5023 {
5024         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5025         int i, cpu;
5026
5027         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5028
5029         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5030
5031         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5032         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5033
5034         wq_numa_init();
5035
5036         /* initialize CPU pools */
5037         for_each_possible_cpu(cpu) {
5038                 struct worker_pool *pool;
5039
5040                 i = 0;
5041                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5042                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5043                         pool->cpu = cpu;
5044                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5045                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5046                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5047
5048                         /* alloc pool ID */
5049                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5050                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5051                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5052                 }
5053         }
5054
5055         /* create the initial worker */
5056         for_each_online_cpu(cpu) {
5057                 struct worker_pool *pool;
5058
5059                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5060                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5061                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5062                 }
5063         }
5064
5065         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5066         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5067                 struct workqueue_attrs *attrs;
5068
5069                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5070                 attrs->nice = std_nice[i];
5071                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5072
5073                 /*
5074                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5075                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5076                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5077                  */
5078                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5079                 attrs->nice = std_nice[i];
5080                 attrs->no_numa = true;
5081                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5082         }
5083
5084         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5085         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5086         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5087         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5088                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5089         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5090                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5091         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5092                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5093         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5094                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5095                                               0);
5096         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5097                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5098                !system_power_efficient_wq ||
5099                !system_freezable_power_efficient_wq);
5100         return 0;
5101 }
5102 early_initcall(init_workqueues);