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