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