Merge tag 'ext4_for_linus_stable' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
45 #include "workqueue_sched.h"
46
47 enum {
48         /*
49          * global_cwq flags
50          *
51          * A bound gcwq is either associated or disassociated with its CPU.
52          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
53          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
54          * is in effect.
55          *
56          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
57          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
58          * be executing on any CPU.  The gcwq behaves as an unbound one.
59          *
60          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
61          * managership of all pools on the gcwq to avoid changing binding
62          * state while create_worker() is in progress.
63          */
64         GCWQ_DISASSOCIATED      = 1 << 0,       /* cpu can't serve workers */
65         GCWQ_FREEZING           = 1 << 1,       /* freeze in progress */
66
67         /* pool flags */
68         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
69
70         /* worker flags */
71         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
72         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
73         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
74         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
75         WORKER_REBIND           = 1 << 5,       /* mom is home, come back */
76         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
77         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
78
79         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_REBIND | WORKER_UNBOUND |
80                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
81
82         NR_WORKER_POOLS         = 2,            /* # worker pools per gcwq */
83
84         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
85         BUSY_WORKER_HASH_SIZE   = 1 << BUSY_WORKER_HASH_ORDER,
86         BUSY_WORKER_HASH_MASK   = BUSY_WORKER_HASH_SIZE - 1,
87
88         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
89         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
90
91         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
92                                                 /* call for help after 10ms
93                                                    (min two ticks) */
94         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
95         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
96
97         /*
98          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
99          * all cpus.  Give -20.
100          */
101         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
102         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
103 };
104
105 /*
106  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
107  *
108  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
109  *    everyone else.
110  *
111  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
112  *    only be modified and accessed from the local cpu.
113  *
114  * L: gcwq->lock protected.  Access with gcwq->lock held.
115  *
116  * X: During normal operation, modification requires gcwq->lock and
117  *    should be done only from local cpu.  Either disabling preemption
118  *    on local cpu or grabbing gcwq->lock is enough for read access.
119  *    If GCWQ_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
120  *
121  * F: wq->flush_mutex protected.
122  *
123  * W: workqueue_lock protected.
124  */
125
126 struct global_cwq;
127 struct worker_pool;
128 struct idle_rebind;
129
130 /*
131  * The poor guys doing the actual heavy lifting.  All on-duty workers
132  * are either serving the manager role, on idle list or on busy hash.
133  */
134 struct worker {
135         /* on idle list while idle, on busy hash table while busy */
136         union {
137                 struct list_head        entry;  /* L: while idle */
138                 struct hlist_node       hentry; /* L: while busy */
139         };
140
141         struct work_struct      *current_work;  /* L: work being processed */
142         struct cpu_workqueue_struct *current_cwq; /* L: current_work's cwq */
143         struct list_head        scheduled;      /* L: scheduled works */
144         struct task_struct      *task;          /* I: worker task */
145         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
146         /* 64 bytes boundary on 64bit, 32 on 32bit */
147         unsigned long           last_active;    /* L: last active timestamp */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149         int                     id;             /* I: worker id */
150
151         /* for rebinding worker to CPU */
152         struct idle_rebind      *idle_rebind;   /* L: for idle worker */
153         struct work_struct      rebind_work;    /* L: for busy worker */
154 };
155
156 struct worker_pool {
157         struct global_cwq       *gcwq;          /* I: the owning gcwq */
158         unsigned int            flags;          /* X: flags */
159
160         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
161         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
162         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
163
164         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
165         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
166         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
167
168         struct mutex            manager_mutex;  /* mutex manager should hold */
169         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
170 };
171
172 /*
173  * Global per-cpu workqueue.  There's one and only one for each cpu
174  * and all works are queued and processed here regardless of their
175  * target workqueues.
176  */
177 struct global_cwq {
178         spinlock_t              lock;           /* the gcwq lock */
179         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
180         unsigned int            flags;          /* L: GCWQ_* flags */
181
182         /* workers are chained either in busy_hash or pool idle_list */
183         struct hlist_head       busy_hash[BUSY_WORKER_HASH_SIZE];
184                                                 /* L: hash of busy workers */
185
186         struct worker_pool      pools[2];       /* normal and highpri pools */
187
188         wait_queue_head_t       rebind_hold;    /* rebind hold wait */
189 } ____cacheline_aligned_in_smp;
190
191 /*
192  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
193  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
194  * aligned at two's power of the number of flag bits.
195  */
196 struct cpu_workqueue_struct {
197         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
198         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
199         int                     work_color;     /* L: current color */
200         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
201         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
202                                                 /* L: nr of in_flight works */
203         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
204         int                     max_active;     /* L: max active works */
205         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
206 };
207
208 /*
209  * Structure used to wait for workqueue flush.
210  */
211 struct wq_flusher {
212         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
213         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
214         struct completion       done;           /* flush completion */
215 };
216
217 /*
218  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
219  * used to determine whether there's something to be done.
220  */
221 #ifdef CONFIG_SMP
222 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
223 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
224         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
225 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
226 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
227 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
228 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
229 #else
230 typedef unsigned long mayday_mask_t;
231 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
232 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
233 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
234 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
235 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
236 #endif
237
238 /*
239  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
240  * per-CPU workqueues:
241  */
242 struct workqueue_struct {
243         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
244         union {
245                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
246                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
247                 unsigned long                           v;
248         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
249         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
250
251         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
252         int                     work_color;     /* F: current work color */
253         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
254         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
255         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
256         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
257         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
258
259         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
260         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
261
262         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
263         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
264 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
265         struct lockdep_map      lockdep_map;
266 #endif
267         char                    name[];         /* I: workqueue name */
268 };
269
270 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
271 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
272 struct workqueue_struct *system_nrt_wq __read_mostly;
273 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
274 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
275 struct workqueue_struct *system_nrt_freezable_wq __read_mostly;
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_wq);
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_freezable_wq);
282
283 #define CREATE_TRACE_POINTS
284 #include <trace/events/workqueue.h>
285
286 #define for_each_worker_pool(pool, gcwq)                                \
287         for ((pool) = &(gcwq)->pools[0];                                \
288              (pool) < &(gcwq)->pools[NR_WORKER_POOLS]; (pool)++)
289
290 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)                      \
291         for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)                     \
292                 hlist_for_each_entry(worker, pos, &gcwq->busy_hash[i], hentry)
293
294 static inline int __next_gcwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
295                                   unsigned int sw)
296 {
297         if (cpu < nr_cpu_ids) {
298                 if (sw & 1) {
299                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
300                         if (cpu < nr_cpu_ids)
301                                 return cpu;
302                 }
303                 if (sw & 2)
304                         return WORK_CPU_UNBOUND;
305         }
306         return WORK_CPU_NONE;
307 }
308
309 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
310                                 struct workqueue_struct *wq)
311 {
312         return __next_gcwq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
313 }
314
315 /*
316  * CPU iterators
317  *
318  * An extra gcwq is defined for an invalid cpu number
319  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
320  * specific CPU.  The following iterators are similar to
321  * for_each_*_cpu() iterators but also considers the unbound gcwq.
322  *
323  * for_each_gcwq_cpu()          : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
324  * for_each_online_gcwq_cpu()   : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
325  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
326  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
327  */
328 #define for_each_gcwq_cpu(cpu)                                          \
329         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);         \
330              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
331              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
332
333 #define for_each_online_gcwq_cpu(cpu)                                   \
334         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);           \
335              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
336              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
337
338 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
339         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));        \
340              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
341              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
342
343 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
344
345 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
346
347 static void *work_debug_hint(void *addr)
348 {
349         return ((struct work_struct *) addr)->func;
350 }
351
352 /*
353  * fixup_init is called when:
354  * - an active object is initialized
355  */
356 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         struct work_struct *work = addr;
359
360         switch (state) {
361         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
362                 cancel_work_sync(work);
363                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
364                 return 1;
365         default:
366                 return 0;
367         }
368 }
369
370 /*
371  * fixup_activate is called when:
372  * - an active object is activated
373  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
374  */
375 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
376 {
377         struct work_struct *work = addr;
378
379         switch (state) {
380
381         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
382                 /*
383                  * This is not really a fixup. The work struct was
384                  * statically initialized. We just make sure that it
385                  * is tracked in the object tracker.
386                  */
387                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
388                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
389                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
390                         return 0;
391                 }
392                 WARN_ON_ONCE(1);
393                 return 0;
394
395         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
396                 WARN_ON(1);
397
398         default:
399                 return 0;
400         }
401 }
402
403 /*
404  * fixup_free is called when:
405  * - an active object is freed
406  */
407 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
408 {
409         struct work_struct *work = addr;
410
411         switch (state) {
412         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
413                 cancel_work_sync(work);
414                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
415                 return 1;
416         default:
417                 return 0;
418         }
419 }
420
421 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
422         .name           = "work_struct",
423         .debug_hint     = work_debug_hint,
424         .fixup_init     = work_fixup_init,
425         .fixup_activate = work_fixup_activate,
426         .fixup_free     = work_fixup_free,
427 };
428
429 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
430 {
431         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
432 }
433
434 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
435 {
436         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
437 }
438
439 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
440 {
441         if (onstack)
442                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
443         else
444                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
447
448 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
449 {
450         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
453
454 #else
455 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
456 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
457 #endif
458
459 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
460 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
461 static LIST_HEAD(workqueues);
462 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
463
464 /*
465  * The almighty global cpu workqueues.  nr_running is the only field
466  * which is expected to be used frequently by other cpus via
467  * try_to_wake_up().  Put it in a separate cacheline.
468  */
469 static DEFINE_PER_CPU(struct global_cwq, global_cwq);
470 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(atomic_t, pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS]);
471
472 /*
473  * Global cpu workqueue and nr_running counter for unbound gcwq.  The
474  * gcwq is always online, has GCWQ_DISASSOCIATED set, and all its
475  * workers have WORKER_UNBOUND set.
476  */
477 static struct global_cwq unbound_global_cwq;
478 static atomic_t unbound_pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS] = {
479         [0 ... NR_WORKER_POOLS - 1]     = ATOMIC_INIT(0),       /* always 0 */
480 };
481
482 static int worker_thread(void *__worker);
483
484 static int worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
485 {
486         return pool - pool->gcwq->pools;
487 }
488
489 static struct global_cwq *get_gcwq(unsigned int cpu)
490 {
491         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
492                 return &per_cpu(global_cwq, cpu);
493         else
494                 return &unbound_global_cwq;
495 }
496
497 static atomic_t *get_pool_nr_running(struct worker_pool *pool)
498 {
499         int cpu = pool->gcwq->cpu;
500         int idx = worker_pool_pri(pool);
501
502         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
503                 return &per_cpu(pool_nr_running, cpu)[idx];
504         else
505                 return &unbound_pool_nr_running[idx];
506 }
507
508 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
509                                             struct workqueue_struct *wq)
510 {
511         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
512                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
513                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
514         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
515                 return wq->cpu_wq.single;
516         return NULL;
517 }
518
519 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
520 {
521         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
522 }
523
524 static int get_work_color(struct work_struct *work)
525 {
526         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
527                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
528 }
529
530 static int work_next_color(int color)
531 {
532         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
533 }
534
535 /*
536  * A work's data points to the cwq with WORK_STRUCT_CWQ set while the
537  * work is on queue.  Once execution starts, WORK_STRUCT_CWQ is
538  * cleared and the work data contains the cpu number it was last on.
539  *
540  * set_work_{cwq|cpu}() and clear_work_data() can be used to set the
541  * cwq, cpu or clear work->data.  These functions should only be
542  * called while the work is owned - ie. while the PENDING bit is set.
543  *
544  * get_work_[g]cwq() can be used to obtain the gcwq or cwq
545  * corresponding to a work.  gcwq is available once the work has been
546  * queued anywhere after initialization.  cwq is available only from
547  * queueing until execution starts.
548  */
549 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
550                                  unsigned long flags)
551 {
552         BUG_ON(!work_pending(work));
553         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
554 }
555
556 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
557                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
558                          unsigned long extra_flags)
559 {
560         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
561                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
562 }
563
564 static void set_work_cpu(struct work_struct *work, unsigned int cpu)
565 {
566         set_work_data(work, cpu << WORK_STRUCT_FLAG_BITS, WORK_STRUCT_PENDING);
567 }
568
569 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
570 {
571         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_CPU, 0);
572 }
573
574 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
575 {
576         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
577
578         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
579                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
580         else
581                 return NULL;
582 }
583
584 static struct global_cwq *get_work_gcwq(struct work_struct *work)
585 {
586         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
587         unsigned int cpu;
588
589         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
590                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
591                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->gcwq;
592
593         cpu = data >> WORK_STRUCT_FLAG_BITS;
594         if (cpu == WORK_CPU_NONE)
595                 return NULL;
596
597         BUG_ON(cpu >= nr_cpu_ids && cpu != WORK_CPU_UNBOUND);
598         return get_gcwq(cpu);
599 }
600
601 /*
602  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
603  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
604  * they're being called with gcwq->lock held.
605  */
606
607 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
608 {
609         return !atomic_read(get_pool_nr_running(pool));
610 }
611
612 /*
613  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
614  * running workers.
615  *
616  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
617  * function will always return %true for unbound gcwq as long as the
618  * worklist isn't empty.
619  */
620 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
621 {
622         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
623 }
624
625 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
626 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
627 {
628         return pool->nr_idle;
629 }
630
631 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
632 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
633 {
634         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
635
636         return !list_empty(&pool->worklist) && atomic_read(nr_running) <= 1;
637 }
638
639 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
640 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
641 {
642         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
643 }
644
645 /* Do I need to be the manager? */
646 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
647 {
648         return need_to_create_worker(pool) ||
649                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
650 }
651
652 /* Do we have too many workers and should some go away? */
653 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
654 {
655         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_mutex);
656         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
657         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
658
659         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
660 }
661
662 /*
663  * Wake up functions.
664  */
665
666 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
667 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
668 {
669         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
670                 return NULL;
671
672         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
673 }
674
675 /**
676  * wake_up_worker - wake up an idle worker
677  * @pool: worker pool to wake worker from
678  *
679  * Wake up the first idle worker of @pool.
680  *
681  * CONTEXT:
682  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
683  */
684 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
685 {
686         struct worker *worker = first_worker(pool);
687
688         if (likely(worker))
689                 wake_up_process(worker->task);
690 }
691
692 /**
693  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
694  * @task: task waking up
695  * @cpu: CPU @task is waking up to
696  *
697  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
698  * being awoken.
699  *
700  * CONTEXT:
701  * spin_lock_irq(rq->lock)
702  */
703 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
704 {
705         struct worker *worker = kthread_data(task);
706
707         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
708                 atomic_inc(get_pool_nr_running(worker->pool));
709 }
710
711 /**
712  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
713  * @task: task going to sleep
714  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
715  *
716  * This function is called during schedule() when a busy worker is
717  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
718  * returning pointer to its task.
719  *
720  * CONTEXT:
721  * spin_lock_irq(rq->lock)
722  *
723  * RETURNS:
724  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
725  */
726 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
727                                        unsigned int cpu)
728 {
729         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
730         struct worker_pool *pool = worker->pool;
731         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
732
733         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
734                 return NULL;
735
736         /* this can only happen on the local cpu */
737         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
738
739         /*
740          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
741          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
742          * Please read comment there.
743          *
744          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
745          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
746          * disabled, which in turn means that none else could be
747          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without gcwq
748          * lock is safe.
749          */
750         if (atomic_dec_and_test(nr_running) && !list_empty(&pool->worklist))
751                 to_wakeup = first_worker(pool);
752         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
753 }
754
755 /**
756  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
757  * @worker: self
758  * @flags: flags to set
759  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
760  *
761  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
762  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
763  * woken up.
764  *
765  * CONTEXT:
766  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
767  */
768 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
769                                     bool wakeup)
770 {
771         struct worker_pool *pool = worker->pool;
772
773         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
774
775         /*
776          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
777          * wake up an idle worker as necessary if requested by
778          * @wakeup.
779          */
780         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
781             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
782                 atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
783
784                 if (wakeup) {
785                         if (atomic_dec_and_test(nr_running) &&
786                             !list_empty(&pool->worklist))
787                                 wake_up_worker(pool);
788                 } else
789                         atomic_dec(nr_running);
790         }
791
792         worker->flags |= flags;
793 }
794
795 /**
796  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
797  * @worker: self
798  * @flags: flags to clear
799  *
800  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
801  *
802  * CONTEXT:
803  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
804  */
805 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
806 {
807         struct worker_pool *pool = worker->pool;
808         unsigned int oflags = worker->flags;
809
810         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
811
812         worker->flags &= ~flags;
813
814         /*
815          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
816          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
817          * of multiple flags, not a single flag.
818          */
819         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
820                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
821                         atomic_inc(get_pool_nr_running(pool));
822 }
823
824 /**
825  * busy_worker_head - return the busy hash head for a work
826  * @gcwq: gcwq of interest
827  * @work: work to be hashed
828  *
829  * Return hash head of @gcwq for @work.
830  *
831  * CONTEXT:
832  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
833  *
834  * RETURNS:
835  * Pointer to the hash head.
836  */
837 static struct hlist_head *busy_worker_head(struct global_cwq *gcwq,
838                                            struct work_struct *work)
839 {
840         const int base_shift = ilog2(sizeof(struct work_struct));
841         unsigned long v = (unsigned long)work;
842
843         /* simple shift and fold hash, do we need something better? */
844         v >>= base_shift;
845         v += v >> BUSY_WORKER_HASH_ORDER;
846         v &= BUSY_WORKER_HASH_MASK;
847
848         return &gcwq->busy_hash[v];
849 }
850
851 /**
852  * __find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
853  * @gcwq: gcwq of interest
854  * @bwh: hash head as returned by busy_worker_head()
855  * @work: work to find worker for
856  *
857  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  @bwh should be
858  * the hash head obtained by calling busy_worker_head() with the same
859  * work.
860  *
861  * CONTEXT:
862  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
863  *
864  * RETURNS:
865  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
866  * otherwise.
867  */
868 static struct worker *__find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
869                                                    struct hlist_head *bwh,
870                                                    struct work_struct *work)
871 {
872         struct worker *worker;
873         struct hlist_node *tmp;
874
875         hlist_for_each_entry(worker, tmp, bwh, hentry)
876                 if (worker->current_work == work)
877                         return worker;
878         return NULL;
879 }
880
881 /**
882  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
883  * @gcwq: gcwq of interest
884  * @work: work to find worker for
885  *
886  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  This function is
887  * identical to __find_worker_executing_work() except that this
888  * function calculates @bwh itself.
889  *
890  * CONTEXT:
891  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
892  *
893  * RETURNS:
894  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
895  * otherwise.
896  */
897 static struct worker *find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
898                                                  struct work_struct *work)
899 {
900         return __find_worker_executing_work(gcwq, busy_worker_head(gcwq, work),
901                                             work);
902 }
903
904 /**
905  * insert_work - insert a work into gcwq
906  * @cwq: cwq @work belongs to
907  * @work: work to insert
908  * @head: insertion point
909  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
910  *
911  * Insert @work which belongs to @cwq into @gcwq after @head.
912  * @extra_flags is or'd to work_struct flags.
913  *
914  * CONTEXT:
915  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
916  */
917 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
918                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
919                         unsigned int extra_flags)
920 {
921         struct worker_pool *pool = cwq->pool;
922
923         /* we own @work, set data and link */
924         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
925
926         /*
927          * Ensure that we get the right work->data if we see the
928          * result of list_add() below, see try_to_grab_pending().
929          */
930         smp_wmb();
931
932         list_add_tail(&work->entry, head);
933
934         /*
935          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
936          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
937          * lying around lazily while there are works to be processed.
938          */
939         smp_mb();
940
941         if (__need_more_worker(pool))
942                 wake_up_worker(pool);
943 }
944
945 /*
946  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
947  * same workqueue.  This is rather expensive and should only be used from
948  * cold paths.
949  */
950 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
951 {
952         unsigned long flags;
953         unsigned int cpu;
954
955         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
956                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
957                 struct worker *worker;
958                 struct hlist_node *pos;
959                 int i;
960
961                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
962                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
963                         if (worker->task != current)
964                                 continue;
965                         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
966                         /*
967                          * I'm @worker, no locking necessary.  See if @work
968                          * is headed to the same workqueue.
969                          */
970                         return worker->current_cwq->wq == wq;
971                 }
972                 spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
973         }
974         return false;
975 }
976
977 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
978                          struct work_struct *work)
979 {
980         struct global_cwq *gcwq;
981         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
982         struct list_head *worklist;
983         unsigned int work_flags;
984         unsigned long flags;
985
986         debug_work_activate(work);
987
988         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
989         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
990             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
991                 return;
992
993         /* determine gcwq to use */
994         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
995                 struct global_cwq *last_gcwq;
996
997                 if (unlikely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
998                         cpu = raw_smp_processor_id();
999
1000                 /*
1001                  * It's multi cpu.  If @wq is non-reentrant and @work
1002                  * was previously on a different cpu, it might still
1003                  * be running there, in which case the work needs to
1004                  * be queued on that cpu to guarantee non-reentrance.
1005                  */
1006                 gcwq = get_gcwq(cpu);
1007                 if (wq->flags & WQ_NON_REENTRANT &&
1008                     (last_gcwq = get_work_gcwq(work)) && last_gcwq != gcwq) {
1009                         struct worker *worker;
1010
1011                         spin_lock_irqsave(&last_gcwq->lock, flags);
1012
1013                         worker = find_worker_executing_work(last_gcwq, work);
1014
1015                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq)
1016                                 gcwq = last_gcwq;
1017                         else {
1018                                 /* meh... not running there, queue here */
1019                                 spin_unlock_irqrestore(&last_gcwq->lock, flags);
1020                                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1021                         }
1022                 } else
1023                         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1024         } else {
1025                 gcwq = get_gcwq(WORK_CPU_UNBOUND);
1026                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1027         }
1028
1029         /* gcwq determined, get cwq and queue */
1030         cwq = get_cwq(gcwq->cpu, wq);
1031         trace_workqueue_queue_work(cpu, cwq, work);
1032
1033         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1034                 spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
1035                 return;
1036         }
1037
1038         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
1039         work_flags = work_color_to_flags(cwq->work_color);
1040
1041         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
1042                 trace_workqueue_activate_work(work);
1043                 cwq->nr_active++;
1044                 worklist = &cwq->pool->worklist;
1045         } else {
1046                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1047                 worklist = &cwq->delayed_works;
1048         }
1049
1050         insert_work(cwq, work, worklist, work_flags);
1051
1052         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
1053 }
1054
1055 /**
1056  * queue_work - queue work on a workqueue
1057  * @wq: workqueue to use
1058  * @work: work to queue
1059  *
1060  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1061  *
1062  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1063  * it can be processed by another CPU.
1064  */
1065 int queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1066 {
1067         int ret;
1068
1069         ret = queue_work_on(get_cpu(), wq, work);
1070         put_cpu();
1071
1072         return ret;
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1075
1076 /**
1077  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1078  * @cpu: CPU number to execute work on
1079  * @wq: workqueue to use
1080  * @work: work to queue
1081  *
1082  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1083  *
1084  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1085  * can't go away.
1086  */
1087 int
1088 queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1089 {
1090         int ret = 0;
1091
1092         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1093                 __queue_work(cpu, wq, work);
1094                 ret = 1;
1095         }
1096         return ret;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1099
1100 static void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1101 {
1102         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1103         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(&dwork->work);
1104
1105         __queue_work(smp_processor_id(), cwq->wq, &dwork->work);
1106 }
1107
1108 /**
1109  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1110  * @wq: workqueue to use
1111  * @dwork: delayable work to queue
1112  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1113  *
1114  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1115  */
1116 int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1117                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1118 {
1119         if (delay == 0)
1120                 return queue_work(wq, &dwork->work);
1121
1122         return queue_delayed_work_on(-1, wq, dwork, delay);
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1125
1126 /**
1127  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1128  * @cpu: CPU number to execute work on
1129  * @wq: workqueue to use
1130  * @dwork: work to queue
1131  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1132  *
1133  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1134  */
1135 int queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1136                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1137 {
1138         int ret = 0;
1139         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1140         struct work_struct *work = &dwork->work;
1141
1142         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1143                 unsigned int lcpu;
1144
1145                 BUG_ON(timer_pending(timer));
1146                 BUG_ON(!list_empty(&work->entry));
1147
1148                 timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1149
1150                 /*
1151                  * This stores cwq for the moment, for the timer_fn.
1152                  * Note that the work's gcwq is preserved to allow
1153                  * reentrance detection for delayed works.
1154                  */
1155                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1156                         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
1157
1158                         if (gcwq && gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1159                                 lcpu = gcwq->cpu;
1160                         else
1161                                 lcpu = raw_smp_processor_id();
1162                 } else
1163                         lcpu = WORK_CPU_UNBOUND;
1164
1165                 set_work_cwq(work, get_cwq(lcpu, wq), 0);
1166
1167                 timer->expires = jiffies + delay;
1168                 timer->data = (unsigned long)dwork;
1169                 timer->function = delayed_work_timer_fn;
1170
1171                 if (unlikely(cpu >= 0))
1172                         add_timer_on(timer, cpu);
1173                 else
1174                         add_timer(timer);
1175                 ret = 1;
1176         }
1177         return ret;
1178 }
1179 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1180
1181 /**
1182  * worker_enter_idle - enter idle state
1183  * @worker: worker which is entering idle state
1184  *
1185  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1186  * necessary.
1187  *
1188  * LOCKING:
1189  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1190  */
1191 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1192 {
1193         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1194         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1195
1196         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1197         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1198                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1199
1200         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1201         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1202         pool->nr_idle++;
1203         worker->last_active = jiffies;
1204
1205         /* idle_list is LIFO */
1206         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1207
1208         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1209                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1210
1211         /*
1212          * Sanity check nr_running.  Because gcwq_unbind_fn() releases
1213          * gcwq->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1214          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1215          * unbind is not in progress.
1216          */
1217         WARN_ON_ONCE(!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED) &&
1218                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1219                      atomic_read(get_pool_nr_running(pool)));
1220 }
1221
1222 /**
1223  * worker_leave_idle - leave idle state
1224  * @worker: worker which is leaving idle state
1225  *
1226  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1227  *
1228  * LOCKING:
1229  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1230  */
1231 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1232 {
1233         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1234
1235         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1236         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1237         pool->nr_idle--;
1238         list_del_init(&worker->entry);
1239 }
1240
1241 /**
1242  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock gcwq
1243  * @worker: self
1244  *
1245  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1246  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1247  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1248  * guaranteed to execute on the cpu.
1249  *
1250  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1251  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1252  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1253  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1254  * verbatim as it's best effort and blocking and gcwq may be
1255  * [dis]associated in the meantime.
1256  *
1257  * This function tries set_cpus_allowed() and locks gcwq and verifies the
1258  * binding against %GCWQ_DISASSOCIATED which is set during
1259  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1260  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1261  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1262  *
1263  * CONTEXT:
1264  * Might sleep.  Called without any lock but returns with gcwq->lock
1265  * held.
1266  *
1267  * RETURNS:
1268  * %true if the associated gcwq is online (@worker is successfully
1269  * bound), %false if offline.
1270  */
1271 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1272 __acquires(&gcwq->lock)
1273 {
1274         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1275         struct task_struct *task = worker->task;
1276
1277         while (true) {
1278                 /*
1279                  * The following call may fail, succeed or succeed
1280                  * without actually migrating the task to the cpu if
1281                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1282                  * against GCWQ_DISASSOCIATED.
1283                  */
1284                 if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED))
1285                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(gcwq->cpu));
1286
1287                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1288                 if (gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)
1289                         return false;
1290                 if (task_cpu(task) == gcwq->cpu &&
1291                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1292                                   get_cpu_mask(gcwq->cpu)))
1293                         return true;
1294                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1295
1296                 /*
1297                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1298                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1299                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1300                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1301                  */
1302                 cpu_relax();
1303                 cond_resched();
1304         }
1305 }
1306
1307 struct idle_rebind {
1308         int                     cnt;            /* # workers to be rebound */
1309         struct completion       done;           /* all workers rebound */
1310 };
1311
1312 /*
1313  * Rebind an idle @worker to its CPU.  During CPU onlining, this has to
1314  * happen synchronously for idle workers.  worker_thread() will test
1315  * %WORKER_REBIND before leaving idle and call this function.
1316  */
1317 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1318 {
1319         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1320
1321         /* CPU must be online at this point */
1322         WARN_ON(!worker_maybe_bind_and_lock(worker));
1323         if (!--worker->idle_rebind->cnt)
1324                 complete(&worker->idle_rebind->done);
1325         spin_unlock_irq(&worker->pool->gcwq->lock);
1326
1327         /* we did our part, wait for rebind_workers() to finish up */
1328         wait_event(gcwq->rebind_hold, !(worker->flags & WORKER_REBIND));
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1333  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1334  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1335  * executed twice without intervening cpu down.
1336  */
1337 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1338 {
1339         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1340         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1341
1342         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1343                 worker_clr_flags(worker, WORKER_REBIND);
1344
1345         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1346 }
1347
1348 /**
1349  * rebind_workers - rebind all workers of a gcwq to the associated CPU
1350  * @gcwq: gcwq of interest
1351  *
1352  * @gcwq->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1353  * is different for idle and busy ones.
1354  *
1355  * The idle ones should be rebound synchronously and idle rebinding should
1356  * be complete before any worker starts executing work items with
1357  * concurrency management enabled; otherwise, scheduler may oops trying to
1358  * wake up non-local idle worker from wq_worker_sleeping().
1359  *
1360  * This is achieved by repeatedly requesting rebinding until all idle
1361  * workers are known to have been rebound under @gcwq->lock and holding all
1362  * idle workers from becoming busy until idle rebinding is complete.
1363  *
1364  * Once idle workers are rebound, busy workers can be rebound as they
1365  * finish executing their current work items.  Queueing the rebind work at
1366  * the head of their scheduled lists is enough.  Note that nr_running will
1367  * be properbly bumped as busy workers rebind.
1368  *
1369  * On return, all workers are guaranteed to either be bound or have rebind
1370  * work item scheduled.
1371  */
1372 static void rebind_workers(struct global_cwq *gcwq)
1373         __releases(&gcwq->lock) __acquires(&gcwq->lock)
1374 {
1375         struct idle_rebind idle_rebind;
1376         struct worker_pool *pool;
1377         struct worker *worker;
1378         struct hlist_node *pos;
1379         int i;
1380
1381         lockdep_assert_held(&gcwq->lock);
1382
1383         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1384                 lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1385
1386         /*
1387          * Rebind idle workers.  Interlocked both ways.  We wait for
1388          * workers to rebind via @idle_rebind.done.  Workers will wait for
1389          * us to finish up by watching %WORKER_REBIND.
1390          */
1391         init_completion(&idle_rebind.done);
1392 retry:
1393         idle_rebind.cnt = 1;
1394         INIT_COMPLETION(idle_rebind.done);
1395
1396         /* set REBIND and kick idle ones, we'll wait for these later */
1397         for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
1398                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
1399                         if (worker->flags & WORKER_REBIND)
1400                                 continue;
1401
1402                         /* morph UNBOUND to REBIND */
1403                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1404                         worker->flags |= WORKER_REBIND;
1405
1406                         idle_rebind.cnt++;
1407                         worker->idle_rebind = &idle_rebind;
1408
1409                         /* worker_thread() will call idle_worker_rebind() */
1410                         wake_up_process(worker->task);
1411                 }
1412         }
1413
1414         if (--idle_rebind.cnt) {
1415                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1416                 wait_for_completion(&idle_rebind.done);
1417                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1418                 /* busy ones might have become idle while waiting, retry */
1419                 goto retry;
1420         }
1421
1422         /*
1423          * All idle workers are rebound and waiting for %WORKER_REBIND to
1424          * be cleared inside idle_worker_rebind().  Clear and release.
1425          * Clearing %WORKER_REBIND from this foreign context is safe
1426          * because these workers are still guaranteed to be idle.
1427          */
1428         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1429                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
1430                         worker->flags &= ~WORKER_REBIND;
1431
1432         wake_up_all(&gcwq->rebind_hold);
1433
1434         /* rebind busy workers */
1435         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
1436                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1437
1438                 /* morph UNBOUND to REBIND */
1439                 worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1440                 worker->flags |= WORKER_REBIND;
1441
1442                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1443                                      work_data_bits(rebind_work)))
1444                         continue;
1445
1446                 /* wq doesn't matter, use the default one */
1447                 debug_work_activate(rebind_work);
1448                 insert_work(get_cwq(gcwq->cpu, system_wq), rebind_work,
1449                             worker->scheduled.next,
1450                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1451         }
1452 }
1453
1454 static struct worker *alloc_worker(void)
1455 {
1456         struct worker *worker;
1457
1458         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1459         if (worker) {
1460                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1461                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1462                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1463                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1464                 worker->flags = WORKER_PREP;
1465         }
1466         return worker;
1467 }
1468
1469 /**
1470  * create_worker - create a new workqueue worker
1471  * @pool: pool the new worker will belong to
1472  *
1473  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1474  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1475  * destroy_worker().
1476  *
1477  * CONTEXT:
1478  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1479  *
1480  * RETURNS:
1481  * Pointer to the newly created worker.
1482  */
1483 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1484 {
1485         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1486         const char *pri = worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1487         struct worker *worker = NULL;
1488         int id = -1;
1489
1490         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1491         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1492                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1493                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1494                         goto fail;
1495                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1496         }
1497         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1498
1499         worker = alloc_worker();
1500         if (!worker)
1501                 goto fail;
1502
1503         worker->pool = pool;
1504         worker->id = id;
1505
1506         if (gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1507                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1508                                         worker, cpu_to_node(gcwq->cpu),
1509                                         "kworker/%u:%d%s", gcwq->cpu, id, pri);
1510         else
1511                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1512                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1513         if (IS_ERR(worker->task))
1514                 goto fail;
1515
1516         if (worker_pool_pri(pool))
1517                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1518
1519         /*
1520          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1521          * %GCWQ_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1522          * flag remains stable across this function.  See the comments
1523          * above the flag definition for details.
1524          *
1525          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1526          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1527          */
1528         if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)) {
1529                 kthread_bind(worker->task, gcwq->cpu);
1530         } else {
1531                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1532                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1533         }
1534
1535         return worker;
1536 fail:
1537         if (id >= 0) {
1538                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1539                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1540                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1541         }
1542         kfree(worker);
1543         return NULL;
1544 }
1545
1546 /**
1547  * start_worker - start a newly created worker
1548  * @worker: worker to start
1549  *
1550  * Make the gcwq aware of @worker and start it.
1551  *
1552  * CONTEXT:
1553  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1554  */
1555 static void start_worker(struct worker *worker)
1556 {
1557         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1558         worker->pool->nr_workers++;
1559         worker_enter_idle(worker);
1560         wake_up_process(worker->task);
1561 }
1562
1563 /**
1564  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1565  * @worker: worker to be destroyed
1566  *
1567  * Destroy @worker and adjust @gcwq stats accordingly.
1568  *
1569  * CONTEXT:
1570  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1571  */
1572 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1573 {
1574         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1575         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1576         int id = worker->id;
1577
1578         /* sanity check frenzy */
1579         BUG_ON(worker->current_work);
1580         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1581
1582         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1583                 pool->nr_workers--;
1584         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1585                 pool->nr_idle--;
1586
1587         list_del_init(&worker->entry);
1588         worker->flags |= WORKER_DIE;
1589
1590         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1591
1592         kthread_stop(worker->task);
1593         kfree(worker);
1594
1595         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1596         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1597 }
1598
1599 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1600 {
1601         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1602         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1603
1604         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1605
1606         if (too_many_workers(pool)) {
1607                 struct worker *worker;
1608                 unsigned long expires;
1609
1610                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1611                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1612                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1613
1614                 if (time_before(jiffies, expires))
1615                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1616                 else {
1617                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1618                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1619                         wake_up_worker(pool);
1620                 }
1621         }
1622
1623         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1624 }
1625
1626 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1627 {
1628         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1629         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1630         unsigned int cpu;
1631
1632         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1633                 return false;
1634
1635         /* mayday mayday mayday */
1636         cpu = cwq->pool->gcwq->cpu;
1637         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1638         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1639                 cpu = 0;
1640         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1641                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1642         return true;
1643 }
1644
1645 static void gcwq_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1646 {
1647         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1648         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1649         struct work_struct *work;
1650
1651         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1652
1653         if (need_to_create_worker(pool)) {
1654                 /*
1655                  * We've been trying to create a new worker but
1656                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1657                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1658                  * rescuers.
1659                  */
1660                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1661                         send_mayday(work);
1662         }
1663
1664         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1665
1666         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1667 }
1668
1669 /**
1670  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1671  * @pool: pool to create a new worker for
1672  *
1673  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1674  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1675  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1676  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1677  * possible allocation deadlock.
1678  *
1679  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1680  * may_start_working() true.
1681  *
1682  * LOCKING:
1683  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1684  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1685  * manager.
1686  *
1687  * RETURNS:
1688  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1689  * otherwise.
1690  */
1691 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1692 __releases(&gcwq->lock)
1693 __acquires(&gcwq->lock)
1694 {
1695         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1696
1697         if (!need_to_create_worker(pool))
1698                 return false;
1699 restart:
1700         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1701
1702         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1703         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1704
1705         while (true) {
1706                 struct worker *worker;
1707
1708                 worker = create_worker(pool);
1709                 if (worker) {
1710                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1711                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1712                         start_worker(worker);
1713                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1714                         return true;
1715                 }
1716
1717                 if (!need_to_create_worker(pool))
1718                         break;
1719
1720                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1721                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1722
1723                 if (!need_to_create_worker(pool))
1724                         break;
1725         }
1726
1727         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1728         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1729         if (need_to_create_worker(pool))
1730                 goto restart;
1731         return true;
1732 }
1733
1734 /**
1735  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1736  * @pool: pool to destroy workers for
1737  *
1738  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1739  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1740  *
1741  * LOCKING:
1742  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1743  * multiple times.  Called only from manager.
1744  *
1745  * RETURNS:
1746  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1747  * otherwise.
1748  */
1749 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1750 {
1751         bool ret = false;
1752
1753         while (too_many_workers(pool)) {
1754                 struct worker *worker;
1755                 unsigned long expires;
1756
1757                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1758                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1759
1760                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1761                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1762                         break;
1763                 }
1764
1765                 destroy_worker(worker);
1766                 ret = true;
1767         }
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * manage_workers - manage worker pool
1774  * @worker: self
1775  *
1776  * Assume the manager role and manage gcwq worker pool @worker belongs
1777  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1778  * gcwq.  The exclusion is handled automatically by this function.
1779  *
1780  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1781  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1782  * and may_start_working() is true.
1783  *
1784  * CONTEXT:
1785  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1786  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1787  *
1788  * RETURNS:
1789  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true if
1790  * some action was taken.
1791  */
1792 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1793 {
1794         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1795         bool ret = false;
1796
1797         if (!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))
1798                 return ret;
1799
1800         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
1801
1802         /*
1803          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
1804          * on return.
1805          */
1806         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
1807         ret |= maybe_create_worker(pool);
1808
1809         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1810         return ret;
1811 }
1812
1813 /**
1814  * move_linked_works - move linked works to a list
1815  * @work: start of series of works to be scheduled
1816  * @head: target list to append @work to
1817  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1818  *
1819  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1820  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1821  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1822  *
1823  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1824  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1825  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1826  *
1827  * CONTEXT:
1828  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1829  */
1830 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1831                               struct work_struct **nextp)
1832 {
1833         struct work_struct *n;
1834
1835         /*
1836          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1837          * use NULL for list head.
1838          */
1839         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1840                 list_move_tail(&work->entry, head);
1841                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1842                         break;
1843         }
1844
1845         /*
1846          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1847          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1848          * needs to be updated.
1849          */
1850         if (nextp)
1851                 *nextp = n;
1852 }
1853
1854 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
1855 {
1856         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
1857                                                     struct work_struct, entry);
1858
1859         trace_workqueue_activate_work(work);
1860         move_linked_works(work, &cwq->pool->worklist, NULL);
1861         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1862         cwq->nr_active++;
1863 }
1864
1865 /**
1866  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
1867  * @cwq: cwq of interest
1868  * @color: color of work which left the queue
1869  * @delayed: for a delayed work
1870  *
1871  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1872  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
1873  *
1874  * CONTEXT:
1875  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1876  */
1877 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color,
1878                                  bool delayed)
1879 {
1880         /* ignore uncolored works */
1881         if (color == WORK_NO_COLOR)
1882                 return;
1883
1884         cwq->nr_in_flight[color]--;
1885
1886         if (!delayed) {
1887                 cwq->nr_active--;
1888                 if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1889                         /* one down, submit a delayed one */
1890                         if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1891                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
1892                 }
1893         }
1894
1895         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1896         if (likely(cwq->flush_color != color))
1897                 return;
1898
1899         /* are there still in-flight works? */
1900         if (cwq->nr_in_flight[color])
1901                 return;
1902
1903         /* this cwq is done, clear flush_color */
1904         cwq->flush_color = -1;
1905
1906         /*
1907          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1908          * will handle the rest.
1909          */
1910         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1911                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1912 }
1913
1914 /**
1915  * process_one_work - process single work
1916  * @worker: self
1917  * @work: work to process
1918  *
1919  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
1920  * process a single work including synchronization against and
1921  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
1922  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
1923  * call this function to process a work.
1924  *
1925  * CONTEXT:
1926  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1927  */
1928 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
1929 __releases(&gcwq->lock)
1930 __acquires(&gcwq->lock)
1931 {
1932         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1933         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1934         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1935         struct hlist_head *bwh = busy_worker_head(gcwq, work);
1936         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
1937         work_func_t f = work->func;
1938         int work_color;
1939         struct worker *collision;
1940 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1941         /*
1942          * It is permissible to free the struct work_struct from
1943          * inside the function that is called from it, this we need to
1944          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
1945          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
1946          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
1947          */
1948         struct lockdep_map lockdep_map;
1949
1950         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
1951 #endif
1952         /*
1953          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
1954          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
1955          * unbound or a disassociated gcwq.
1956          */
1957         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & (WORKER_UNBOUND | WORKER_REBIND)) &&
1958                      !(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED) &&
1959                      raw_smp_processor_id() != gcwq->cpu);
1960
1961         /*
1962          * A single work shouldn't be executed concurrently by
1963          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
1964          * already processing the work.  If so, defer the work to the
1965          * currently executing one.
1966          */
1967         collision = __find_worker_executing_work(gcwq, bwh, work);
1968         if (unlikely(collision)) {
1969                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
1970                 return;
1971         }
1972
1973         /* claim and process */
1974         debug_work_deactivate(work);
1975         hlist_add_head(&worker->hentry, bwh);
1976         worker->current_work = work;
1977         worker->current_cwq = cwq;
1978         work_color = get_work_color(work);
1979
1980         /* record the current cpu number in the work data and dequeue */
1981         set_work_cpu(work, gcwq->cpu);
1982         list_del_init(&work->entry);
1983
1984         /*
1985          * CPU intensive works don't participate in concurrency
1986          * management.  They're the scheduler's responsibility.
1987          */
1988         if (unlikely(cpu_intensive))
1989                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
1990
1991         /*
1992          * Unbound gcwq isn't concurrency managed and work items should be
1993          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
1994          */
1995         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
1996                 wake_up_worker(pool);
1997
1998         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1999
2000         work_clear_pending(work);
2001         lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2002         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2003         trace_workqueue_execute_start(work);
2004         f(work);
2005         /*
2006          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2007          * point will only record its address.
2008          */
2009         trace_workqueue_execute_end(work);
2010         lock_map_release(&lockdep_map);
2011         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2012
2013         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2014                 printk(KERN_ERR "BUG: workqueue leaked lock or atomic: "
2015                        "%s/0x%08x/%d\n",
2016                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current));
2017                 printk(KERN_ERR "    last function: ");
2018                 print_symbol("%s\n", (unsigned long)f);
2019                 debug_show_held_locks(current);
2020                 dump_stack();
2021         }
2022
2023         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2024
2025         /* clear cpu intensive status */
2026         if (unlikely(cpu_intensive))
2027                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2028
2029         /* we're done with it, release */
2030         hlist_del_init(&worker->hentry);
2031         worker->current_work = NULL;
2032         worker->current_cwq = NULL;
2033         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color, false);
2034 }
2035
2036 /**
2037  * process_scheduled_works - process scheduled works
2038  * @worker: self
2039  *
2040  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2041  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2042  * fetches a work from the top and executes it.
2043  *
2044  * CONTEXT:
2045  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
2046  * multiple times.
2047  */
2048 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2049 {
2050         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2051                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2052                                                 struct work_struct, entry);
2053                 process_one_work(worker, work);
2054         }
2055 }
2056
2057 /**
2058  * worker_thread - the worker thread function
2059  * @__worker: self
2060  *
2061  * The gcwq worker thread function.  There's a single dynamic pool of
2062  * these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2063  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2064  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2065  * rescuer_thread().
2066  */
2067 static int worker_thread(void *__worker)
2068 {
2069         struct worker *worker = __worker;
2070         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2071         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2072
2073         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2074         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2075 woke_up:
2076         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2077
2078         /*
2079          * DIE can be set only while idle and REBIND set while busy has
2080          * @worker->rebind_work scheduled.  Checking here is enough.
2081          */
2082         if (unlikely(worker->flags & (WORKER_REBIND | WORKER_DIE))) {
2083                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2084
2085                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2086                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2087                         return 0;
2088                 }
2089
2090                 idle_worker_rebind(worker);
2091                 goto woke_up;
2092         }
2093
2094         worker_leave_idle(worker);
2095 recheck:
2096         /* no more worker necessary? */
2097         if (!need_more_worker(pool))
2098                 goto sleep;
2099
2100         /* do we need to manage? */
2101         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2102                 goto recheck;
2103
2104         /*
2105          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2106          * preparing to process a work or actually processing it.
2107          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2108          */
2109         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2110
2111         /*
2112          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2113          * at least one idle worker or that someone else has already
2114          * assumed the manager role.
2115          */
2116         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2117
2118         do {
2119                 struct work_struct *work =
2120                         list_first_entry(&pool->worklist,
2121                                          struct work_struct, entry);
2122
2123                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2124                         /* optimization path, not strictly necessary */
2125                         process_one_work(worker, work);
2126                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2127                                 process_scheduled_works(worker);
2128                 } else {
2129                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2130                         process_scheduled_works(worker);
2131                 }
2132         } while (keep_working(pool));
2133
2134         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2135 sleep:
2136         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2137                 goto recheck;
2138
2139         /*
2140          * gcwq->lock is held and there's no work to process and no
2141          * need to manage, sleep.  Workers are woken up only while
2142          * holding gcwq->lock or from local cpu, so setting the
2143          * current state before releasing gcwq->lock is enough to
2144          * prevent losing any event.
2145          */
2146         worker_enter_idle(worker);
2147         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2148         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2149         schedule();
2150         goto woke_up;
2151 }
2152
2153 /**
2154  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2155  * @__wq: the associated workqueue
2156  *
2157  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2158  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2159  *
2160  * Regular work processing on a gcwq may block trying to create a new
2161  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2162  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2163  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2164  * the problem rescuer solves.
2165  *
2166  * When such condition is possible, the gcwq summons rescuers of all
2167  * workqueues which have works queued on the gcwq and let them process
2168  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2169  *
2170  * This should happen rarely.
2171  */
2172 static int rescuer_thread(void *__wq)
2173 {
2174         struct workqueue_struct *wq = __wq;
2175         struct worker *rescuer = wq->rescuer;
2176         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2177         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2178         unsigned int cpu;
2179
2180         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2181 repeat:
2182         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2183
2184         if (kthread_should_stop())
2185                 return 0;
2186
2187         /*
2188          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2189          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2190          */
2191         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2192                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2193                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
2194                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2195                 struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2196                 struct work_struct *work, *n;
2197
2198                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2199                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2200
2201                 /* migrate to the target cpu if possible */
2202                 rescuer->pool = pool;
2203                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2204
2205                 /*
2206                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2207                  * process'em.
2208                  */
2209                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2210                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2211                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
2212                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2213
2214                 process_scheduled_works(rescuer);
2215
2216                 /*
2217                  * Leave this gcwq.  If keep_working() is %true, notify a
2218                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2219                  * and stalling the execution.
2220                  */
2221                 if (keep_working(pool))
2222                         wake_up_worker(pool);
2223
2224                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2225         }
2226
2227         schedule();
2228         goto repeat;
2229 }
2230
2231 struct wq_barrier {
2232         struct work_struct      work;
2233         struct completion       done;
2234 };
2235
2236 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2237 {
2238         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2239         complete(&barr->done);
2240 }
2241
2242 /**
2243  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2244  * @cwq: cwq to insert barrier into
2245  * @barr: wq_barrier to insert
2246  * @target: target work to attach @barr to
2247  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2248  *
2249  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2250  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2251  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2252  * cpu.
2253  *
2254  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2255  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2256  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2257  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2258  * after a work with LINKED flag set.
2259  *
2260  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2261  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2262  *
2263  * CONTEXT:
2264  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
2265  */
2266 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2267                               struct wq_barrier *barr,
2268                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2269 {
2270         struct list_head *head;
2271         unsigned int linked = 0;
2272
2273         /*
2274          * debugobject calls are safe here even with gcwq->lock locked
2275          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2276          * checks and call back into the fixup functions where we
2277          * might deadlock.
2278          */
2279         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2280         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2281         init_completion(&barr->done);
2282
2283         /*
2284          * If @target is currently being executed, schedule the
2285          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2286          */
2287         if (worker)
2288                 head = worker->scheduled.next;
2289         else {
2290                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2291
2292                 head = target->entry.next;
2293                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2294                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2295                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2296         }
2297
2298         debug_work_activate(&barr->work);
2299         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2300                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2301 }
2302
2303 /**
2304  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2305  * @wq: workqueue being flushed
2306  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2307  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2308  *
2309  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2310  *
2311  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2312  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2313  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2314  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2315  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2316  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2317  *
2318  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2319  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2320  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2321  * is returned.
2322  *
2323  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2324  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2325  * advanced to @work_color.
2326  *
2327  * CONTEXT:
2328  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2329  *
2330  * RETURNS:
2331  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2332  * otherwise.
2333  */
2334 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2335                                       int flush_color, int work_color)
2336 {
2337         bool wait = false;
2338         unsigned int cpu;
2339
2340         if (flush_color >= 0) {
2341                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2342                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2343         }
2344
2345         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2346                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2347                 struct global_cwq *gcwq = cwq->pool->gcwq;
2348
2349                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2350
2351                 if (flush_color >= 0) {
2352                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2353
2354                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2355                                 cwq->flush_color = flush_color;
2356                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2357                                 wait = true;
2358                         }
2359                 }
2360
2361                 if (work_color >= 0) {
2362                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2363                         cwq->work_color = work_color;
2364                 }
2365
2366                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2367         }
2368
2369         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2370                 complete(&wq->first_flusher->done);
2371
2372         return wait;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2377  * @wq: workqueue to flush
2378  *
2379  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2380  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2381  *
2382  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2383  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2384  */
2385 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2386 {
2387         struct wq_flusher this_flusher = {
2388                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2389                 .flush_color = -1,
2390                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2391         };
2392         int next_color;
2393
2394         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2395         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2396
2397         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2398
2399         /*
2400          * Start-to-wait phase
2401          */
2402         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2403
2404         if (next_color != wq->flush_color) {
2405                 /*
2406                  * Color space is not full.  The current work_color
2407                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2408                  * by one.
2409                  */
2410                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2411                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2412                 wq->work_color = next_color;
2413
2414                 if (!wq->first_flusher) {
2415                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2416                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2417
2418                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2419
2420                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2421                                                        wq->work_color)) {
2422                                 /* nothing to flush, done */
2423                                 wq->flush_color = next_color;
2424                                 wq->first_flusher = NULL;
2425                                 goto out_unlock;
2426                         }
2427                 } else {
2428                         /* wait in queue */
2429                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2430                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2431                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2432                 }
2433         } else {
2434                 /*
2435                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2436                  * The next flush completion will assign us
2437                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2438                  */
2439                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2440         }
2441
2442         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2443
2444         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2445
2446         /*
2447          * Wake-up-and-cascade phase
2448          *
2449          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2450          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2451          */
2452         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2453                 return;
2454
2455         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2456
2457         /* we might have raced, check again with mutex held */
2458         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2459                 goto out_unlock;
2460
2461         wq->first_flusher = NULL;
2462
2463         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2464         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2465
2466         while (true) {
2467                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2468
2469                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2470                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2471                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2472                                 break;
2473                         list_del_init(&next->list);
2474                         complete(&next->done);
2475                 }
2476
2477                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2478                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2479
2480                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2481                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2482
2483                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2484                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2485                         /*
2486                          * Assign the same color to all overflowed
2487                          * flushers, advance work_color and append to
2488                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2489                          * phase for these overflowed flushers.
2490                          */
2491                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2492                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2493
2494                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2495
2496                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2497                                               &wq->flusher_queue);
2498                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2499                 }
2500
2501                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2502                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2503                         break;
2504                 }
2505
2506                 /*
2507                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2508                  * the new first flusher and arm cwqs.
2509                  */
2510                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2511                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2512
2513                 list_del_init(&next->list);
2514                 wq->first_flusher = next;
2515
2516                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2517                         break;
2518
2519                 /*
2520                  * Meh... this color is already done, clear first
2521                  * flusher and repeat cascading.
2522                  */
2523                 wq->first_flusher = NULL;
2524         }
2525
2526 out_unlock:
2527         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2530
2531 /**
2532  * drain_workqueue - drain a workqueue
2533  * @wq: workqueue to drain
2534  *
2535  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2536  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2537  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2538  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2539  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2540  * takes too long.
2541  */
2542 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2543 {
2544         unsigned int flush_cnt = 0;
2545         unsigned int cpu;
2546
2547         /*
2548          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2549          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2550          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2551          */
2552         spin_lock(&workqueue_lock);
2553         if (!wq->nr_drainers++)
2554                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2555         spin_unlock(&workqueue_lock);
2556 reflush:
2557         flush_workqueue(wq);
2558
2559         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2560                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2561                 bool drained;
2562
2563                 spin_lock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2564                 drained = !cwq->nr_active && list_empty(&cwq->delayed_works);
2565                 spin_unlock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2566
2567                 if (drained)
2568                         continue;
2569
2570                 if (++flush_cnt == 10 ||
2571                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2572                         pr_warning("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2573                                    wq->name, flush_cnt);
2574                 goto reflush;
2575         }
2576
2577         spin_lock(&workqueue_lock);
2578         if (!--wq->nr_drainers)
2579                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2580         spin_unlock(&workqueue_lock);
2581 }
2582 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2583
2584 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr,
2585                              bool wait_executing)
2586 {
2587         struct worker *worker = NULL;
2588         struct global_cwq *gcwq;
2589         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2590
2591         might_sleep();
2592         gcwq = get_work_gcwq(work);
2593         if (!gcwq)
2594                 return false;
2595
2596         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2597         if (!list_empty(&work->entry)) {
2598                 /*
2599                  * See the comment near try_to_grab_pending()->smp_rmb().
2600                  * If it was re-queued to a different gcwq under us, we
2601                  * are not going to wait.
2602                  */
2603                 smp_rmb();
2604                 cwq = get_work_cwq(work);
2605                 if (unlikely(!cwq || gcwq != cwq->pool->gcwq))
2606                         goto already_gone;
2607         } else if (wait_executing) {
2608                 worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2609                 if (!worker)
2610                         goto already_gone;
2611                 cwq = worker->current_cwq;
2612         } else
2613                 goto already_gone;
2614
2615         insert_wq_barrier(cwq, barr, work, worker);
2616         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2617
2618         /*
2619          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2620          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2621          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2622          * access.
2623          */
2624         if (cwq->wq->saved_max_active == 1 || cwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2625                 lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2626         else
2627                 lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2628         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2629
2630         return true;
2631 already_gone:
2632         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2633         return false;
2634 }
2635
2636 /**
2637  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2638  * @work: the work to flush
2639  *
2640  * Wait until @work has finished execution.  This function considers
2641  * only the last queueing instance of @work.  If @work has been
2642  * enqueued across different CPUs on a non-reentrant workqueue or on
2643  * multiple workqueues, @work might still be executing on return on
2644  * some of the CPUs from earlier queueing.
2645  *
2646  * If @work was queued only on a non-reentrant, ordered or unbound
2647  * workqueue, @work is guaranteed to be idle on return if it hasn't
2648  * been requeued since flush started.
2649  *
2650  * RETURNS:
2651  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2652  * %false if it was already idle.
2653  */
2654 bool flush_work(struct work_struct *work)
2655 {
2656         struct wq_barrier barr;
2657
2658         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2659         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2660
2661         if (start_flush_work(work, &barr, true)) {
2662                 wait_for_completion(&barr.done);
2663                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2664                 return true;
2665         } else
2666                 return false;
2667 }
2668 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2669
2670 static bool wait_on_cpu_work(struct global_cwq *gcwq, struct work_struct *work)
2671 {
2672         struct wq_barrier barr;
2673         struct worker *worker;
2674
2675         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2676
2677         worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2678         if (unlikely(worker))
2679                 insert_wq_barrier(worker->current_cwq, &barr, work, worker);
2680
2681         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2682
2683         if (unlikely(worker)) {
2684                 wait_for_completion(&barr.done);
2685                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2686                 return true;
2687         } else
2688                 return false;
2689 }
2690
2691 static bool wait_on_work(struct work_struct *work)
2692 {
2693         bool ret = false;
2694         int cpu;
2695
2696         might_sleep();
2697
2698         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2699         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2700
2701         for_each_gcwq_cpu(cpu)
2702                 ret |= wait_on_cpu_work(get_gcwq(cpu), work);
2703         return ret;
2704 }
2705
2706 /**
2707  * flush_work_sync - wait until a work has finished execution
2708  * @work: the work to flush
2709  *
2710  * Wait until @work has finished execution.  On return, it's
2711  * guaranteed that all queueing instances of @work which happened
2712  * before this function is called are finished.  In other words, if
2713  * @work hasn't been requeued since this function was called, @work is
2714  * guaranteed to be idle on return.
2715  *
2716  * RETURNS:
2717  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2718  * %false if it was already idle.
2719  */
2720 bool flush_work_sync(struct work_struct *work)
2721 {
2722         struct wq_barrier barr;
2723         bool pending, waited;
2724
2725         /* we'll wait for executions separately, queue barr only if pending */
2726         pending = start_flush_work(work, &barr, false);
2727
2728         /* wait for executions to finish */
2729         waited = wait_on_work(work);
2730
2731         /* wait for the pending one */
2732         if (pending) {
2733                 wait_for_completion(&barr.done);
2734                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2735         }
2736
2737         return pending || waited;
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work_sync);
2740
2741 /*
2742  * Upon a successful return (>= 0), the caller "owns" WORK_STRUCT_PENDING bit,
2743  * so this work can't be re-armed in any way.
2744  */
2745 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work)
2746 {
2747         struct global_cwq *gcwq;
2748         int ret = -1;
2749
2750         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
2751                 return 0;
2752
2753         /*
2754          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
2755          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
2756          */
2757         gcwq = get_work_gcwq(work);
2758         if (!gcwq)
2759                 return ret;
2760
2761         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2762         if (!list_empty(&work->entry)) {
2763                 /*
2764                  * This work is queued, but perhaps we locked the wrong gcwq.
2765                  * In that case we must see the new value after rmb(), see
2766                  * insert_work()->wmb().
2767                  */
2768                 smp_rmb();
2769                 if (gcwq == get_work_gcwq(work)) {
2770                         debug_work_deactivate(work);
2771                         list_del_init(&work->entry);
2772                         cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work),
2773                                 get_work_color(work),
2774                                 *work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED);
2775                         ret = 1;
2776                 }
2777         }
2778         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2779
2780         return ret;
2781 }
2782
2783 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work,
2784                                 struct timer_list* timer)
2785 {
2786         int ret;
2787
2788         do {
2789                 ret = (timer && likely(del_timer(timer)));
2790                 if (!ret)
2791                         ret = try_to_grab_pending(work);
2792                 wait_on_work(work);
2793         } while (unlikely(ret < 0));
2794
2795         clear_work_data(work);
2796         return ret;
2797 }
2798
2799 /**
2800  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2801  * @work: the work to cancel
2802  *
2803  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2804  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2805  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2806  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2807  *
2808  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2809  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2810  *
2811  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2812  * queued can't be destroyed before this function returns.
2813  *
2814  * RETURNS:
2815  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2816  */
2817 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2818 {
2819         return __cancel_work_timer(work, NULL);
2820 }
2821 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2822
2823 /**
2824  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2825  * @dwork: the delayed work to flush
2826  *
2827  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2828  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2829  * considers the last queueing instance of @dwork.
2830  *
2831  * RETURNS:
2832  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2833  * %false if it was already idle.
2834  */
2835 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2836 {
2837         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2838                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2839                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2840         return flush_work(&dwork->work);
2841 }
2842 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2843
2844 /**
2845  * flush_delayed_work_sync - wait for a dwork to finish
2846  * @dwork: the delayed work to flush
2847  *
2848  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2849  * execution immediately.  Other than timer handling, its behavior
2850  * is identical to flush_work_sync().
2851  *
2852  * RETURNS:
2853  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2854  * %false if it was already idle.
2855  */
2856 bool flush_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2857 {
2858         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2859                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2860                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2861         return flush_work_sync(&dwork->work);
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work_sync);
2864
2865 /**
2866  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2867  * @dwork: the delayed work cancel
2868  *
2869  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2870  *
2871  * RETURNS:
2872  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2873  */
2874 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2875 {
2876         return __cancel_work_timer(&dwork->work, &dwork->timer);
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2879
2880 /**
2881  * schedule_work - put work task in global workqueue
2882  * @work: job to be done
2883  *
2884  * Returns zero if @work was already on the kernel-global workqueue and
2885  * non-zero otherwise.
2886  *
2887  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2888  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2889  * workqueue otherwise.
2890  */
2891 int schedule_work(struct work_struct *work)
2892 {
2893         return queue_work(system_wq, work);
2894 }
2895 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2896
2897 /*
2898  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2899  * @cpu: cpu to put the work task on
2900  * @work: job to be done
2901  *
2902  * This puts a job on a specific cpu
2903  */
2904 int schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2905 {
2906         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2909
2910 /**
2911  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2912  * @dwork: job to be done
2913  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2914  *
2915  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2916  * workqueue.
2917  */
2918 int schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
2919                                         unsigned long delay)
2920 {
2921         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2922 }
2923 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2924
2925 /**
2926  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2927  * @cpu: cpu to use
2928  * @dwork: job to be done
2929  * @delay: number of jiffies to wait
2930  *
2931  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2932  * workqueue on the specified CPU.
2933  */
2934 int schedule_delayed_work_on(int cpu,
2935                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2936 {
2937         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2940
2941 /**
2942  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2943  * @func: the function to call
2944  *
2945  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2946  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2947  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2948  *
2949  * RETURNS:
2950  * 0 on success, -errno on failure.
2951  */
2952 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2953 {
2954         int cpu;
2955         struct work_struct __percpu *works;
2956
2957         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2958         if (!works)
2959                 return -ENOMEM;
2960
2961         get_online_cpus();
2962
2963         for_each_online_cpu(cpu) {
2964                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2965
2966                 INIT_WORK(work, func);
2967                 schedule_work_on(cpu, work);
2968         }
2969
2970         for_each_online_cpu(cpu)
2971                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
2972
2973         put_online_cpus();
2974         free_percpu(works);
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 /**
2979  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
2980  *
2981  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
2982  * completion.
2983  *
2984  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
2985  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
2986  * will lead to deadlock:
2987  *
2988  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
2989  *      a lock held by your code or its caller.
2990  *
2991  *      Your code is running in the context of a work routine.
2992  *
2993  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
2994  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
2995  * what locks they need, which you have no control over.
2996  *
2997  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
2998  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
2999  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3000  * cancel_work_sync() instead.
3001  */
3002 void flush_scheduled_work(void)
3003 {
3004         flush_workqueue(system_wq);
3005 }
3006 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3007
3008 /**
3009  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3010  * @fn:         the function to execute
3011  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3012  *              be available when the work executes)
3013  *
3014  * Executes the function immediately if process context is available,
3015  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3016  *
3017  * Returns:     0 - function was executed
3018  *              1 - function was scheduled for execution
3019  */
3020 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3021 {
3022         if (!in_interrupt()) {
3023                 fn(&ew->work);
3024                 return 0;
3025         }
3026
3027         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3028         schedule_work(&ew->work);
3029
3030         return 1;
3031 }
3032 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3033
3034 int keventd_up(void)
3035 {
3036         return system_wq != NULL;
3037 }
3038
3039 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3040 {
3041         /*
3042          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3043          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3044          * unsigned long long.
3045          */
3046         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
3047         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3048                                    __alignof__(unsigned long long));
3049
3050         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3051                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3052         else {
3053                 void *ptr;
3054
3055                 /*
3056                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
3057                  * pointer at the end pointing back to the originally
3058                  * allocated pointer which will be used for free.
3059                  */
3060                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3061                 if (ptr) {
3062                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3063                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
3064                 }
3065         }
3066
3067         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3068         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
3069         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3070 }
3071
3072 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3073 {
3074         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3075                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
3076         else if (wq->cpu_wq.single) {
3077                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
3078                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
3079         }
3080 }
3081
3082 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3083                                const char *name)
3084 {
3085         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3086
3087         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3088                 printk(KERN_WARNING "workqueue: max_active %d requested for %s "
3089                        "is out of range, clamping between %d and %d\n",
3090                        max_active, name, 1, lim);
3091
3092         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3093 }
3094
3095 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3096                                                unsigned int flags,
3097                                                int max_active,
3098                                                struct lock_class_key *key,
3099                                                const char *lock_name, ...)
3100 {
3101         va_list args, args1;
3102         struct workqueue_struct *wq;
3103         unsigned int cpu;
3104         size_t namelen;
3105
3106         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3107         va_start(args, lock_name);
3108         va_copy(args1, args);
3109         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3110
3111         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3112         if (!wq)
3113                 goto err;
3114
3115         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3116         va_end(args);
3117         va_end(args1);
3118
3119         /*
3120          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3121          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3122          */
3123         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3124                 flags |= WQ_RESCUER;
3125
3126         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3127         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3128
3129         /* init wq */
3130         wq->flags = flags;
3131         wq->saved_max_active = max_active;
3132         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3133         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
3134         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3135         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3136
3137         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3138         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3139
3140         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
3141                 goto err;
3142
3143         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3144                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3145                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3146                 int pool_idx = (bool)(flags & WQ_HIGHPRI);
3147
3148                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3149                 cwq->pool = &gcwq->pools[pool_idx];
3150                 cwq->wq = wq;
3151                 cwq->flush_color = -1;
3152                 cwq->max_active = max_active;
3153                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
3154         }
3155
3156         if (flags & WQ_RESCUER) {
3157                 struct worker *rescuer;
3158
3159                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3160                         goto err;
3161
3162                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3163                 if (!rescuer)
3164                         goto err;
3165
3166                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, wq, "%s",
3167                                                wq->name);
3168                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3169                         goto err;
3170
3171                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3172                 wake_up_process(rescuer->task);
3173         }
3174
3175         /*
3176          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3177          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3178          * workqueue to workqueues list.
3179          */
3180         spin_lock(&workqueue_lock);
3181
3182         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3183                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
3184                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3185
3186         list_add(&wq->list, &workqueues);
3187
3188         spin_unlock(&workqueue_lock);
3189
3190         return wq;
3191 err:
3192         if (wq) {
3193                 free_cwqs(wq);
3194                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3195                 kfree(wq->rescuer);
3196                 kfree(wq);
3197         }
3198         return NULL;
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3201
3202 /**
3203  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3204  * @wq: target workqueue
3205  *
3206  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3207  */
3208 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3209 {
3210         unsigned int cpu;
3211
3212         /* drain it before proceeding with destruction */
3213         drain_workqueue(wq);
3214
3215         /*
3216          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3217          * flushing is complete in case freeze races us.
3218          */
3219         spin_lock(&workqueue_lock);
3220         list_del(&wq->list);
3221         spin_unlock(&workqueue_lock);
3222
3223         /* sanity check */
3224         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3225                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3226                 int i;
3227
3228                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3229                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
3230                 BUG_ON(cwq->nr_active);
3231                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
3232         }
3233
3234         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3235                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3236                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3237                 kfree(wq->rescuer);
3238         }
3239
3240         free_cwqs(wq);
3241         kfree(wq);
3242 }
3243 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3244
3245 /**
3246  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3247  * @wq: target workqueue
3248  * @max_active: new max_active value.
3249  *
3250  * Set max_active of @wq to @max_active.
3251  *
3252  * CONTEXT:
3253  * Don't call from IRQ context.
3254  */
3255 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3256 {
3257         unsigned int cpu;
3258
3259         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3260
3261         spin_lock(&workqueue_lock);
3262
3263         wq->saved_max_active = max_active;
3264
3265         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3266                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3267
3268                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3269
3270                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3271                     !(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING))
3272                         get_cwq(gcwq->cpu, wq)->max_active = max_active;
3273
3274                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3275         }
3276
3277         spin_unlock(&workqueue_lock);
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3280
3281 /**
3282  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3283  * @cpu: CPU in question
3284  * @wq: target workqueue
3285  *
3286  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3287  * no synchronization around this function and the test result is
3288  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3289  *
3290  * RETURNS:
3291  * %true if congested, %false otherwise.
3292  */
3293 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3294 {
3295         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3296
3297         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
3298 }
3299 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3300
3301 /**
3302  * work_cpu - return the last known associated cpu for @work
3303  * @work: the work of interest
3304  *
3305  * RETURNS:
3306  * CPU number if @work was ever queued.  WORK_CPU_NONE otherwise.
3307  */
3308 unsigned int work_cpu(struct work_struct *work)
3309 {
3310         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3311
3312         return gcwq ? gcwq->cpu : WORK_CPU_NONE;
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_cpu);
3315
3316 /**
3317  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3318  * @work: the work to be tested
3319  *
3320  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3321  * synchronization around this function and the test result is
3322  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3323  * Especially for reentrant wqs, the pending state might hide the
3324  * running state.
3325  *
3326  * RETURNS:
3327  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3328  */
3329 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3330 {
3331         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3332         unsigned long flags;
3333         unsigned int ret = 0;
3334
3335         if (!gcwq)
3336                 return false;
3337
3338         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
3339
3340         if (work_pending(work))
3341                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3342         if (find_worker_executing_work(gcwq, work))
3343                 ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3344
3345         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
3346
3347         return ret;
3348 }
3349 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3350
3351 /*
3352  * CPU hotplug.
3353  *
3354  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3355  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
3356  * gcwq which make migrating pending and scheduled works very
3357  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3358  * gcwqs serve mix of short, long and very long running works making
3359  * blocked draining impractical.
3360  *
3361  * This is solved by allowing a gcwq to be disassociated from the CPU
3362  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3363  * cpu comes back online.
3364  */
3365
3366 /* claim manager positions of all pools */
3367 static void gcwq_claim_management_and_lock(struct global_cwq *gcwq)
3368 {
3369         struct worker_pool *pool;
3370
3371         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3372                 mutex_lock_nested(&pool->manager_mutex, pool - gcwq->pools);
3373         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3374 }
3375
3376 /* release manager positions */
3377 static void gcwq_release_management_and_unlock(struct global_cwq *gcwq)
3378 {
3379         struct worker_pool *pool;
3380
3381         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3382         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3383                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3384 }
3385
3386 static void gcwq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3387 {
3388         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(smp_processor_id());
3389         struct worker_pool *pool;
3390         struct worker *worker;
3391         struct hlist_node *pos;
3392         int i;
3393
3394         BUG_ON(gcwq->cpu != smp_processor_id());
3395
3396         gcwq_claim_management_and_lock(gcwq);
3397
3398         /*
3399          * We've claimed all manager positions.  Make all workers unbound
3400          * and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers except for the
3401          * ones which are still executing works from before the last CPU
3402          * down must be on the cpu.  After this, they may become diasporas.
3403          */
3404         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3405                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3406                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3407
3408         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)
3409                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3410
3411         gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3412
3413         gcwq_release_management_and_unlock(gcwq);
3414
3415         /*
3416          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3417          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3418          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3419          */
3420         schedule();
3421
3422         /*
3423          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3424          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3425          * are always true as long as the worklist is not empty.  @gcwq now
3426          * behaves as unbound (in terms of concurrency management) gcwq
3427          * which is served by workers tied to the CPU.
3428          *
3429          * On return from this function, the current worker would trigger
3430          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3431          * didn't already.
3432          */
3433         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3434                 atomic_set(get_pool_nr_running(pool), 0);
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3439  * This will be registered high priority CPU notifier.
3440  */
3441 static int __devinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3442                                                unsigned long action,
3443                                                void *hcpu)
3444 {
3445         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3446         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3447         struct worker_pool *pool;
3448
3449         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3450         case CPU_UP_PREPARE:
3451                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3452                         struct worker *worker;
3453
3454                         if (pool->nr_workers)
3455                                 continue;
3456
3457                         worker = create_worker(pool);
3458                         if (!worker)
3459                                 return NOTIFY_BAD;
3460
3461                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3462                         start_worker(worker);
3463                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3464                 }
3465                 break;
3466
3467         case CPU_DOWN_FAILED:
3468         case CPU_ONLINE:
3469                 gcwq_claim_management_and_lock(gcwq);
3470                 gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3471                 rebind_workers(gcwq);
3472                 gcwq_release_management_and_unlock(gcwq);
3473                 break;
3474         }
3475         return NOTIFY_OK;
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3480  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3481  */
3482 static int __devinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3483                                                  unsigned long action,
3484                                                  void *hcpu)
3485 {
3486         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3487         struct work_struct unbind_work;
3488
3489         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3490         case CPU_DOWN_PREPARE:
3491                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3492                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, gcwq_unbind_fn);
3493                 schedule_work_on(cpu, &unbind_work);
3494                 flush_work(&unbind_work);
3495                 break;
3496         }
3497         return NOTIFY_OK;
3498 }
3499
3500 #ifdef CONFIG_SMP
3501
3502 struct work_for_cpu {
3503         struct completion completion;
3504         long (*fn)(void *);
3505         void *arg;
3506         long ret;
3507 };
3508
3509 static int do_work_for_cpu(void *_wfc)
3510 {
3511         struct work_for_cpu *wfc = _wfc;
3512         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3513         complete(&wfc->completion);
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 /**
3518  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3519  * @cpu: the cpu to run on
3520  * @fn: the function to run
3521  * @arg: the function arg
3522  *
3523  * This will return the value @fn returns.
3524  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3525  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3526  */
3527 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3528 {
3529         struct task_struct *sub_thread;
3530         struct work_for_cpu wfc = {
3531                 .completion = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(wfc.completion),
3532                 .fn = fn,
3533                 .arg = arg,
3534         };
3535
3536         sub_thread = kthread_create(do_work_for_cpu, &wfc, "work_for_cpu");
3537         if (IS_ERR(sub_thread))
3538                 return PTR_ERR(sub_thread);
3539         kthread_bind(sub_thread, cpu);
3540         wake_up_process(sub_thread);
3541         wait_for_completion(&wfc.completion);
3542         return wfc.ret;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3545 #endif /* CONFIG_SMP */
3546
3547 #ifdef CONFIG_FREEZER
3548
3549 /**
3550  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3551  *
3552  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3553  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3554  * gcwq->worklist.
3555  *
3556  * CONTEXT:
3557  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3558  */
3559 void freeze_workqueues_begin(void)
3560 {
3561         unsigned int cpu;
3562
3563         spin_lock(&workqueue_lock);
3564
3565         BUG_ON(workqueue_freezing);
3566         workqueue_freezing = true;
3567
3568         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3569                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3570                 struct workqueue_struct *wq;
3571
3572                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3573
3574                 BUG_ON(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING);
3575                 gcwq->flags |= GCWQ_FREEZING;
3576
3577                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3578                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3579
3580                         if (cwq && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3581                                 cwq->max_active = 0;
3582                 }
3583
3584                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3585         }
3586
3587         spin_unlock(&workqueue_lock);
3588 }
3589
3590 /**
3591  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3592  *
3593  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3594  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3595  *
3596  * CONTEXT:
3597  * Grabs and releases workqueue_lock.
3598  *
3599  * RETURNS:
3600  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3601  * is complete.
3602  */
3603 bool freeze_workqueues_busy(void)
3604 {
3605         unsigned int cpu;
3606         bool busy = false;
3607
3608         spin_lock(&workqueue_lock);
3609
3610         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3611
3612         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3613                 struct workqueue_struct *wq;
3614                 /*
3615                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3616                  * to peek without lock.
3617                  */
3618                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3619                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3620
3621                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3622                                 continue;
3623
3624                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3625                         if (cwq->nr_active) {
3626                                 busy = true;
3627                                 goto out_unlock;
3628                         }
3629                 }
3630         }
3631 out_unlock:
3632         spin_unlock(&workqueue_lock);
3633         return busy;
3634 }
3635
3636 /**
3637  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3638  *
3639  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3640  * frozen works are transferred to their respective gcwq worklists.
3641  *
3642  * CONTEXT:
3643  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3644  */
3645 void thaw_workqueues(void)
3646 {
3647         unsigned int cpu;
3648
3649         spin_lock(&workqueue_lock);
3650
3651         if (!workqueue_freezing)
3652                 goto out_unlock;
3653
3654         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3655                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3656                 struct worker_pool *pool;
3657                 struct workqueue_struct *wq;
3658
3659                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3660
3661                 BUG_ON(!(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING));
3662                 gcwq->flags &= ~GCWQ_FREEZING;
3663
3664                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3665                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3666
3667                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3668                                 continue;
3669
3670                         /* restore max_active and repopulate worklist */
3671                         cwq->max_active = wq->saved_max_active;
3672
3673                         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3674                                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3675                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3676                 }
3677
3678                 for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3679                         wake_up_worker(pool);
3680
3681                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3682         }
3683
3684         workqueue_freezing = false;
3685 out_unlock:
3686         spin_unlock(&workqueue_lock);
3687 }
3688 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3689
3690 static int __init init_workqueues(void)
3691 {
3692         unsigned int cpu;
3693         int i;
3694
3695         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3696         cpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3697
3698         /* initialize gcwqs */
3699         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3700                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3701                 struct worker_pool *pool;
3702
3703                 spin_lock_init(&gcwq->lock);
3704                 gcwq->cpu = cpu;
3705                 gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3706
3707                 for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)
3708                         INIT_HLIST_HEAD(&gcwq->busy_hash[i]);
3709
3710                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3711                         pool->gcwq = gcwq;
3712                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3713                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3714
3715                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3716                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3717                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3718
3719                         setup_timer(&pool->mayday_timer, gcwq_mayday_timeout,
3720                                     (unsigned long)pool);
3721
3722                         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3723                         ida_init(&pool->worker_ida);
3724                 }
3725
3726                 init_waitqueue_head(&gcwq->rebind_hold);
3727         }
3728
3729         /* create the initial worker */
3730         for_each_online_gcwq_cpu(cpu) {
3731                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3732                 struct worker_pool *pool;
3733
3734                 if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3735                         gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3736
3737                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3738                         struct worker *worker;
3739
3740                         worker = create_worker(pool);
3741                         BUG_ON(!worker);
3742                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3743                         start_worker(worker);
3744                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3745                 }
3746         }
3747
3748         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3749         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3750         system_nrt_wq = alloc_workqueue("events_nrt", WQ_NON_REENTRANT, 0);
3751         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3752                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3753         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3754                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3755         system_nrt_freezable_wq = alloc_workqueue("events_nrt_freezable",
3756                         WQ_NON_REENTRANT | WQ_FREEZABLE, 0);
3757         BUG_ON(!system_wq || !system_long_wq || !system_nrt_wq ||
3758                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
3759                 !system_nrt_freezable_wq);
3760         return 0;
3761 }
3762 early_initcall(init_workqueues);