Merge tag 'renesas-fixes-for-v3.13' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * manager_mutex to avoid changing binding state while
69          * create_worker() is in progress.
70          */
71         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
72         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
73         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
74
75         /* worker flags */
76         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
77         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
78         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
79         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
80         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
81         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
82         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
83
84         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
85                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
86
87         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
88
89         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
90         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
91
92         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
93         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
94
95         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
96                                                 /* call for help after 10ms
97                                                    (min two ticks) */
98         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
99         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
100
101         /*
102          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
103          * all cpus.  Give -20.
104          */
105         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
106         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
107
108         WQ_NAME_LEN             = 24,
109 };
110
111 /*
112  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
113  *
114  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
115  *    everyone else.
116  *
117  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
118  *    only be modified and accessed from the local cpu.
119  *
120  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
121  *
122  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
123  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
124  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
125  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
126  *
127  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
128  *     locks.  Reads can happen under either lock.
129  *
130  * PL: wq_pool_mutex protected.
131  *
132  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
133  *
134  * WQ: wq->mutex protected.
135  *
136  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
137  *
138  * MD: wq_mayday_lock protected.
139  */
140
141 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
142
143 struct worker_pool {
144         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
145         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
146         int                     node;           /* I: the associated node ID */
147         int                     id;             /* I: pool ID */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149
150         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
151         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
152
153         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
154         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
155
156         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
157         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
158         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
159
160         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
161         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
162                                                 /* L: hash of busy workers */
163
164         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
165         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
166         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
167         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
168
169         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
170         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
171         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
172
173         /*
174          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
175          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
176          * cacheline.
177          */
178         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180         /*
181          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
182          * from get_work_pool().
183          */
184         struct rcu_head         rcu;
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 /*
188  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
189  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
190  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
191  * number of flag bits.
192  */
193 struct pool_workqueue {
194         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
195         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
196         int                     work_color;     /* L: current color */
197         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
198         int                     refcnt;         /* L: reference count */
199         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
200                                                 /* L: nr of in_flight works */
201         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
202         int                     max_active;     /* L: max active works */
203         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
204         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
205         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
206
207         /*
208          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
209          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
210          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
211          * determined without grabbing wq->mutex.
212          */
213         struct work_struct      unbound_release_work;
214         struct rcu_head         rcu;
215 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
216
217 /*
218  * Structure used to wait for workqueue flush.
219  */
220 struct wq_flusher {
221         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
222         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
223         struct completion       done;           /* flush completion */
224 };
225
226 struct wq_device;
227
228 /*
229  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
230  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
231  */
232 struct workqueue_struct {
233         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
234         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
235
236         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
237         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
238         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
239         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
240         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
241         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
242         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
243
244         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
245         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
246
247         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
248         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
249
250         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
251         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
252
253 #ifdef CONFIG_SYSFS
254         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
255 #endif
256 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
257         struct lockdep_map      lockdep_map;
258 #endif
259         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
260
261         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
262         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
263         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
264         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
265 };
266
267 static struct kmem_cache *pwq_cache;
268
269 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
270 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
271                                         /* possible CPUs of each node */
272
273 static bool wq_disable_numa;
274 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
275
276 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
277 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
278 static bool wq_power_efficient = true;
279 #else
280 static bool wq_power_efficient;
281 #endif
282
283 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
284
285 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
286
287 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
288 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
289
290 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
291 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
292
293 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
294 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
295
296 /* the per-cpu worker pools */
297 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
298                                      cpu_worker_pools);
299
300 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
301
302 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
303 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
304
305 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
306 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
307
308 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
309 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
310
311 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
312 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
313 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
315 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
317 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
319 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
321 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
323 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
325
326 static int worker_thread(void *__worker);
327 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
328                                  const struct workqueue_attrs *from);
329
330 #define CREATE_TRACE_POINTS
331 #include <trace/events/workqueue.h>
332
333 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
334         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
335                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
336                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
337
338 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
339         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
340                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
341                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
342
343 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
344 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
345         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
346                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
347                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
348                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
349 #else
350 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
351 #endif
352
353 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
354         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
355              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
356              (pool)++)
357
358 /**
359  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
360  * @pool: iteration cursor
361  * @pi: integer used for iteration
362  *
363  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
364  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
365  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
366  *
367  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
368  * ignored.
369  */
370 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
371         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
372                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
373                 else
374
375 /**
376  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
377  * @worker: iteration cursor
378  * @wi: integer used for iteration
379  * @pool: worker_pool to iterate workers of
380  *
381  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
382  *
383  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
384  * ignored.
385  */
386 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
387         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
388                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
389                 else
390
391 /**
392  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
393  * @pwq: iteration cursor
394  * @wq: the target workqueue
395  *
396  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
397  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
398  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
399  *
400  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
401  * ignored.
402  */
403 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
404         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
405                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
406                 else
407
408 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
409
410 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
411
412 static void *work_debug_hint(void *addr)
413 {
414         return ((struct work_struct *) addr)->func;
415 }
416
417 /*
418  * fixup_init is called when:
419  * - an active object is initialized
420  */
421 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
422 {
423         struct work_struct *work = addr;
424
425         switch (state) {
426         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
427                 cancel_work_sync(work);
428                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
429                 return 1;
430         default:
431                 return 0;
432         }
433 }
434
435 /*
436  * fixup_activate is called when:
437  * - an active object is activated
438  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
439  */
440 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445
446         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
447                 /*
448                  * This is not really a fixup. The work struct was
449                  * statically initialized. We just make sure that it
450                  * is tracked in the object tracker.
451                  */
452                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
453                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
454                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
455                         return 0;
456                 }
457                 WARN_ON_ONCE(1);
458                 return 0;
459
460         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
461                 WARN_ON(1);
462
463         default:
464                 return 0;
465         }
466 }
467
468 /*
469  * fixup_free is called when:
470  * - an active object is freed
471  */
472 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
473 {
474         struct work_struct *work = addr;
475
476         switch (state) {
477         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
478                 cancel_work_sync(work);
479                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
480                 return 1;
481         default:
482                 return 0;
483         }
484 }
485
486 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
487         .name           = "work_struct",
488         .debug_hint     = work_debug_hint,
489         .fixup_init     = work_fixup_init,
490         .fixup_activate = work_fixup_activate,
491         .fixup_free     = work_fixup_free,
492 };
493
494 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
495 {
496         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
497 }
498
499 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
500 {
501         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
502 }
503
504 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
505 {
506         if (onstack)
507                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
508         else
509                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
512
513 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
518
519 #else
520 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
521 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
522 #endif
523
524 /**
525  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
526  * @pool: the pool pointer of interest
527  *
528  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
529  * successfully, -errno on failure.
530  */
531 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
532 {
533         int ret;
534
535         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
536
537         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
538                         GFP_KERNEL);
539         if (ret >= 0) {
540                 pool->id = ret;
541                 return 0;
542         }
543         return ret;
544 }
545
546 /**
547  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
548  * @wq: the target workqueue
549  * @node: the node ID
550  *
551  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
552  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
553  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
554  *
555  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
556  */
557 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
558                                                   int node)
559 {
560         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
561         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
562 }
563
564 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
565 {
566         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
567 }
568
569 static int get_work_color(struct work_struct *work)
570 {
571         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
572                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
573 }
574
575 static int work_next_color(int color)
576 {
577         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
578 }
579
580 /*
581  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
582  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
583  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
584  *
585  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
586  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
587  * work->data.  These functions should only be called while the work is
588  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
589  *
590  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
591  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
592  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
593  * available only while the work item is queued.
594  *
595  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
596  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
597  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
598  * try to steal the PENDING bit.
599  */
600 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
601                                  unsigned long flags)
602 {
603         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
604         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
605 }
606
607 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
608                          unsigned long extra_flags)
609 {
610         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
611                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
612 }
613
614 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
615                                            int pool_id)
616 {
617         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
618                       WORK_STRUCT_PENDING);
619 }
620
621 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
622                                             int pool_id)
623 {
624         /*
625          * The following wmb is paired with the implied mb in
626          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
627          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
628          * owner.
629          */
630         smp_wmb();
631         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
632 }
633
634 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
635 {
636         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
637         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
638 }
639
640 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
641 {
642         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
643
644         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
645                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
646         else
647                 return NULL;
648 }
649
650 /**
651  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
652  * @work: the work item of interest
653  *
654  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
655  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
656  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
657  *
658  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
659  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
660  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
661  * returned pool is and stays online.
662  *
663  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
664  */
665 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
666 {
667         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
668         int pool_id;
669
670         assert_rcu_or_pool_mutex();
671
672         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
673                 return ((struct pool_workqueue *)
674                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
675
676         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
677         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
678                 return NULL;
679
680         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
681 }
682
683 /**
684  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
685  * @work: the work item of interest
686  *
687  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
688  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
689  */
690 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
691 {
692         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
693
694         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
695                 return ((struct pool_workqueue *)
696                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
697
698         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
699 }
700
701 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
702 {
703         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
704
705         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
706         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
707 }
708
709 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
710 {
711         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
712
713         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
714 }
715
716 /*
717  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
718  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
719  * they're being called with pool->lock held.
720  */
721
722 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
723 {
724         return !atomic_read(&pool->nr_running);
725 }
726
727 /*
728  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
729  * running workers.
730  *
731  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
732  * function will always return %true for unbound pools as long as the
733  * worklist isn't empty.
734  */
735 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
736 {
737         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
738 }
739
740 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
741 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
742 {
743         return pool->nr_idle;
744 }
745
746 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
747 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
748 {
749         return !list_empty(&pool->worklist) &&
750                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
751 }
752
753 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
754 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
755 {
756         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
757 }
758
759 /* Do I need to be the manager? */
760 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
761 {
762         return need_to_create_worker(pool) ||
763                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
764 }
765
766 /* Do we have too many workers and should some go away? */
767 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
768 {
769         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
770         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
771         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
772
773         /*
774          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
775          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
776          */
777         if (list_empty(&pool->idle_list))
778                 return false;
779
780         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
781 }
782
783 /*
784  * Wake up functions.
785  */
786
787 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
788 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
789 {
790         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
791                 return NULL;
792
793         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
794 }
795
796 /**
797  * wake_up_worker - wake up an idle worker
798  * @pool: worker pool to wake worker from
799  *
800  * Wake up the first idle worker of @pool.
801  *
802  * CONTEXT:
803  * spin_lock_irq(pool->lock).
804  */
805 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
806 {
807         struct worker *worker = first_worker(pool);
808
809         if (likely(worker))
810                 wake_up_process(worker->task);
811 }
812
813 /**
814  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
815  * @task: task waking up
816  * @cpu: CPU @task is waking up to
817  *
818  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
819  * being awoken.
820  *
821  * CONTEXT:
822  * spin_lock_irq(rq->lock)
823  */
824 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
825 {
826         struct worker *worker = kthread_data(task);
827
828         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
829                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
830                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
831         }
832 }
833
834 /**
835  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
836  * @task: task going to sleep
837  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
838  *
839  * This function is called during schedule() when a busy worker is
840  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
841  * returning pointer to its task.
842  *
843  * CONTEXT:
844  * spin_lock_irq(rq->lock)
845  *
846  * Return:
847  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
848  */
849 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
850 {
851         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
852         struct worker_pool *pool;
853
854         /*
855          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
856          * workers, also reach here, let's not access anything before
857          * checking NOT_RUNNING.
858          */
859         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
860                 return NULL;
861
862         pool = worker->pool;
863
864         /* this can only happen on the local cpu */
865         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
866                 return NULL;
867
868         /*
869          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
870          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
871          * Please read comment there.
872          *
873          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
874          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
875          * disabled, which in turn means that none else could be
876          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
877          * lock is safe.
878          */
879         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
880             !list_empty(&pool->worklist))
881                 to_wakeup = first_worker(pool);
882         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
883 }
884
885 /**
886  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
887  * @worker: self
888  * @flags: flags to set
889  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
890  *
891  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
892  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
893  * woken up.
894  *
895  * CONTEXT:
896  * spin_lock_irq(pool->lock)
897  */
898 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
899                                     bool wakeup)
900 {
901         struct worker_pool *pool = worker->pool;
902
903         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
904
905         /*
906          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
907          * wake up an idle worker as necessary if requested by
908          * @wakeup.
909          */
910         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
911             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
912                 if (wakeup) {
913                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
914                             !list_empty(&pool->worklist))
915                                 wake_up_worker(pool);
916                 } else
917                         atomic_dec(&pool->nr_running);
918         }
919
920         worker->flags |= flags;
921 }
922
923 /**
924  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
925  * @worker: self
926  * @flags: flags to clear
927  *
928  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
929  *
930  * CONTEXT:
931  * spin_lock_irq(pool->lock)
932  */
933 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
934 {
935         struct worker_pool *pool = worker->pool;
936         unsigned int oflags = worker->flags;
937
938         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
939
940         worker->flags &= ~flags;
941
942         /*
943          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
944          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
945          * of multiple flags, not a single flag.
946          */
947         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
948                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
949                         atomic_inc(&pool->nr_running);
950 }
951
952 /**
953  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
954  * @pool: pool of interest
955  * @work: work to find worker for
956  *
957  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
958  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
959  * to match, its current execution should match the address of @work and
960  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
961  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
962  * being executed.
963  *
964  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
965  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
966  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
967  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
968  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
969  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
970  *
971  * This function checks the work item address and work function to avoid
972  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
973  * work function which can introduce dependency onto itself through a
974  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
975  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
976  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
977  *
978  * CONTEXT:
979  * spin_lock_irq(pool->lock).
980  *
981  * Return:
982  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
983  * otherwise.
984  */
985 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
986                                                  struct work_struct *work)
987 {
988         struct worker *worker;
989
990         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
991                                (unsigned long)work)
992                 if (worker->current_work == work &&
993                     worker->current_func == work->func)
994                         return worker;
995
996         return NULL;
997 }
998
999 /**
1000  * move_linked_works - move linked works to a list
1001  * @work: start of series of works to be scheduled
1002  * @head: target list to append @work to
1003  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1004  *
1005  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1006  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1007  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1008  *
1009  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1010  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1011  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1012  *
1013  * CONTEXT:
1014  * spin_lock_irq(pool->lock).
1015  */
1016 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1017                               struct work_struct **nextp)
1018 {
1019         struct work_struct *n;
1020
1021         /*
1022          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1023          * use NULL for list head.
1024          */
1025         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1026                 list_move_tail(&work->entry, head);
1027                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1028                         break;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1033          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1034          * needs to be updated.
1035          */
1036         if (nextp)
1037                 *nextp = n;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1042  * @pwq: pool_workqueue to get
1043  *
1044  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1045  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1046  */
1047 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1048 {
1049         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1050         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1051         pwq->refcnt++;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1056  * @pwq: pool_workqueue to put
1057  *
1058  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1059  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1060  */
1061 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1062 {
1063         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1064         if (likely(--pwq->refcnt))
1065                 return;
1066         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1067                 return;
1068         /*
1069          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1070          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1071          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1072          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1073          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1074          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1075          */
1076         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1077 }
1078
1079 /**
1080  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1081  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1082  *
1083  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1084  */
1085 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1086 {
1087         if (pwq) {
1088                 /*
1089                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1090                  * following lock operations are safe.
1091                  */
1092                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1093                 put_pwq(pwq);
1094                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1095         }
1096 }
1097
1098 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1099 {
1100         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1101
1102         trace_workqueue_activate_work(work);
1103         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1104         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1105         pwq->nr_active++;
1106 }
1107
1108 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1109 {
1110         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1111                                                     struct work_struct, entry);
1112
1113         pwq_activate_delayed_work(work);
1114 }
1115
1116 /**
1117  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1118  * @pwq: pwq of interest
1119  * @color: color of work which left the queue
1120  *
1121  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1122  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1123  *
1124  * CONTEXT:
1125  * spin_lock_irq(pool->lock).
1126  */
1127 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1128 {
1129         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1130         if (color == WORK_NO_COLOR)
1131                 goto out_put;
1132
1133         pwq->nr_in_flight[color]--;
1134
1135         pwq->nr_active--;
1136         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1137                 /* one down, submit a delayed one */
1138                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1139                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1140         }
1141
1142         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1143         if (likely(pwq->flush_color != color))
1144                 goto out_put;
1145
1146         /* are there still in-flight works? */
1147         if (pwq->nr_in_flight[color])
1148                 goto out_put;
1149
1150         /* this pwq is done, clear flush_color */
1151         pwq->flush_color = -1;
1152
1153         /*
1154          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1155          * will handle the rest.
1156          */
1157         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1158                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1159 out_put:
1160         put_pwq(pwq);
1161 }
1162
1163 /**
1164  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1165  * @work: work item to steal
1166  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1167  * @flags: place to store irq state
1168  *
1169  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1170  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1171  *
1172  * Return:
1173  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1174  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1175  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1176  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1177  *              for arbitrarily long
1178  *
1179  * Note:
1180  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1181  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1182  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1183  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1184  *
1185  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1186  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1187  *
1188  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1189  */
1190 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1191                                unsigned long *flags)
1192 {
1193         struct worker_pool *pool;
1194         struct pool_workqueue *pwq;
1195
1196         local_irq_save(*flags);
1197
1198         /* try to steal the timer if it exists */
1199         if (is_dwork) {
1200                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1201
1202                 /*
1203                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1204                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1205                  * running on the local CPU.
1206                  */
1207                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1208                         return 1;
1209         }
1210
1211         /* try to claim PENDING the normal way */
1212         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1213                 return 0;
1214
1215         /*
1216          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1217          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1218          */
1219         pool = get_work_pool(work);
1220         if (!pool)
1221                 goto fail;
1222
1223         spin_lock(&pool->lock);
1224         /*
1225          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1226          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1227          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1228          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1229          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1230          * item is currently queued on that pool.
1231          */
1232         pwq = get_work_pwq(work);
1233         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1234                 debug_work_deactivate(work);
1235
1236                 /*
1237                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1238                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1239                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1240                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1241                  * item is activated before grabbing.
1242                  */
1243                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1244                         pwq_activate_delayed_work(work);
1245
1246                 list_del_init(&work->entry);
1247                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1248
1249                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1250                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1251
1252                 spin_unlock(&pool->lock);
1253                 return 1;
1254         }
1255         spin_unlock(&pool->lock);
1256 fail:
1257         local_irq_restore(*flags);
1258         if (work_is_canceling(work))
1259                 return -ENOENT;
1260         cpu_relax();
1261         return -EAGAIN;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * insert_work - insert a work into a pool
1266  * @pwq: pwq @work belongs to
1267  * @work: work to insert
1268  * @head: insertion point
1269  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1270  *
1271  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1272  * work_struct flags.
1273  *
1274  * CONTEXT:
1275  * spin_lock_irq(pool->lock).
1276  */
1277 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1278                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1279 {
1280         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1281
1282         /* we own @work, set data and link */
1283         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1284         list_add_tail(&work->entry, head);
1285         get_pwq(pwq);
1286
1287         /*
1288          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1289          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1290          * around lazily while there are works to be processed.
1291          */
1292         smp_mb();
1293
1294         if (__need_more_worker(pool))
1295                 wake_up_worker(pool);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1300  * same workqueue.
1301  */
1302 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1303 {
1304         struct worker *worker;
1305
1306         worker = current_wq_worker();
1307         /*
1308          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1309          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1310          */
1311         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1312 }
1313
1314 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1315                          struct work_struct *work)
1316 {
1317         struct pool_workqueue *pwq;
1318         struct worker_pool *last_pool;
1319         struct list_head *worklist;
1320         unsigned int work_flags;
1321         unsigned int req_cpu = cpu;
1322
1323         /*
1324          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1325          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1326          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1327          * happen with IRQ disabled.
1328          */
1329         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1330
1331         debug_work_activate(work);
1332
1333         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1334         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1335             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1336                 return;
1337 retry:
1338         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1339                 cpu = raw_smp_processor_id();
1340
1341         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1342         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1343                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1344         else
1345                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1346
1347         /*
1348          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1349          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1350          * pool to guarantee non-reentrancy.
1351          */
1352         last_pool = get_work_pool(work);
1353         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1354                 struct worker *worker;
1355
1356                 spin_lock(&last_pool->lock);
1357
1358                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1359
1360                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1361                         pwq = worker->current_pwq;
1362                 } else {
1363                         /* meh... not running there, queue here */
1364                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1365                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1366                 }
1367         } else {
1368                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1369         }
1370
1371         /*
1372          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1373          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1374          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1375          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1376          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1377          * make forward-progress.
1378          */
1379         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1380                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1381                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1382                         cpu_relax();
1383                         goto retry;
1384                 }
1385                 /* oops */
1386                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1387                           wq->name, cpu);
1388         }
1389
1390         /* pwq determined, queue */
1391         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1392
1393         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1394                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1395                 return;
1396         }
1397
1398         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1399         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1400
1401         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1402                 trace_workqueue_activate_work(work);
1403                 pwq->nr_active++;
1404                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1405         } else {
1406                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1407                 worklist = &pwq->delayed_works;
1408         }
1409
1410         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1411
1412         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1413 }
1414
1415 /**
1416  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1417  * @cpu: CPU number to execute work on
1418  * @wq: workqueue to use
1419  * @work: work to queue
1420  *
1421  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1422  * can't go away.
1423  *
1424  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1425  */
1426 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1427                    struct work_struct *work)
1428 {
1429         bool ret = false;
1430         unsigned long flags;
1431
1432         local_irq_save(flags);
1433
1434         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1435                 __queue_work(cpu, wq, work);
1436                 ret = true;
1437         }
1438
1439         local_irq_restore(flags);
1440         return ret;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1443
1444 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1445 {
1446         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1447
1448         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1449         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1452
1453 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1454                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1455 {
1456         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1457         struct work_struct *work = &dwork->work;
1458
1459         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1460                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1461         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1462         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1463
1464         /*
1465          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1466          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1467          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1468          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1469          */
1470         if (!delay) {
1471                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1472                 return;
1473         }
1474
1475         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1476
1477         dwork->wq = wq;
1478         dwork->cpu = cpu;
1479         timer->expires = jiffies + delay;
1480
1481         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1482                 add_timer_on(timer, cpu);
1483         else
1484                 add_timer(timer);
1485 }
1486
1487 /**
1488  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1489  * @cpu: CPU number to execute work on
1490  * @wq: workqueue to use
1491  * @dwork: work to queue
1492  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1493  *
1494  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1495  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1496  * execution.
1497  */
1498 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1499                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1500 {
1501         struct work_struct *work = &dwork->work;
1502         bool ret = false;
1503         unsigned long flags;
1504
1505         /* read the comment in __queue_work() */
1506         local_irq_save(flags);
1507
1508         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1509                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1510                 ret = true;
1511         }
1512
1513         local_irq_restore(flags);
1514         return ret;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1517
1518 /**
1519  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1520  * @cpu: CPU number to execute work on
1521  * @wq: workqueue to use
1522  * @dwork: work to queue
1523  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1524  *
1525  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1526  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1527  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1528  * current state.
1529  *
1530  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1531  * pending and its timer was modified.
1532  *
1533  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1534  * See try_to_grab_pending() for details.
1535  */
1536 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1537                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         int ret;
1541
1542         do {
1543                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1544         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1545
1546         if (likely(ret >= 0)) {
1547                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1548                 local_irq_restore(flags);
1549         }
1550
1551         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1552         return ret;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1555
1556 /**
1557  * worker_enter_idle - enter idle state
1558  * @worker: worker which is entering idle state
1559  *
1560  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1561  * necessary.
1562  *
1563  * LOCKING:
1564  * spin_lock_irq(pool->lock).
1565  */
1566 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1567 {
1568         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1569
1570         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1571             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1572                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1573                 return;
1574
1575         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1576         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1577         pool->nr_idle++;
1578         worker->last_active = jiffies;
1579
1580         /* idle_list is LIFO */
1581         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1582
1583         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1584                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1585
1586         /*
1587          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1588          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1589          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1590          * unbind is not in progress.
1591          */
1592         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1593                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1594                      atomic_read(&pool->nr_running));
1595 }
1596
1597 /**
1598  * worker_leave_idle - leave idle state
1599  * @worker: worker which is leaving idle state
1600  *
1601  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1602  *
1603  * LOCKING:
1604  * spin_lock_irq(pool->lock).
1605  */
1606 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1607 {
1608         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1609
1610         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1611                 return;
1612         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1613         pool->nr_idle--;
1614         list_del_init(&worker->entry);
1615 }
1616
1617 /**
1618  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1619  * @pool: target worker_pool
1620  *
1621  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1622  *
1623  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1624  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1625  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1626  * guaranteed to execute on the cpu.
1627  *
1628  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1629  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1630  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1631  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1632  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1633  * [dis]associated in the meantime.
1634  *
1635  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1636  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1637  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1638  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1639  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1640  *
1641  * CONTEXT:
1642  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1643  * held.
1644  *
1645  * Return:
1646  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1647  * bound), %false if offline.
1648  */
1649 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1650 __acquires(&pool->lock)
1651 {
1652         while (true) {
1653                 /*
1654                  * The following call may fail, succeed or succeed
1655                  * without actually migrating the task to the cpu if
1656                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1657                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1658                  */
1659                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1660                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1661
1662                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1663                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1664                         return false;
1665                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1666                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1667                         return true;
1668                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1669
1670                 /*
1671                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1672                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1673                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1674                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1675                  */
1676                 cpu_relax();
1677                 cond_resched();
1678         }
1679 }
1680
1681 static struct worker *alloc_worker(void)
1682 {
1683         struct worker *worker;
1684
1685         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1686         if (worker) {
1687                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1688                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1689                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1690                 worker->flags = WORKER_PREP;
1691         }
1692         return worker;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * create_worker - create a new workqueue worker
1697  * @pool: pool the new worker will belong to
1698  *
1699  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1700  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1701  * destroy_worker().
1702  *
1703  * CONTEXT:
1704  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1705  *
1706  * Return:
1707  * Pointer to the newly created worker.
1708  */
1709 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1710 {
1711         struct worker *worker = NULL;
1712         int id = -1;
1713         char id_buf[16];
1714
1715         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1716
1717         /*
1718          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1719          * without installing the pointer.
1720          */
1721         idr_preload(GFP_KERNEL);
1722         spin_lock_irq(&pool->lock);
1723
1724         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1725
1726         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1727         idr_preload_end();
1728         if (id < 0)
1729                 goto fail;
1730
1731         worker = alloc_worker();
1732         if (!worker)
1733                 goto fail;
1734
1735         worker->pool = pool;
1736         worker->id = id;
1737
1738         if (pool->cpu >= 0)
1739                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1740                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1741         else
1742                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1743
1744         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1745                                               "kworker/%s", id_buf);
1746         if (IS_ERR(worker->task))
1747                 goto fail;
1748
1749         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1750
1751         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1752         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1753
1754         /*
1755          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1756          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1757          */
1758         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1759
1760         /*
1761          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1762          * remains stable across this function.  See the comments above the
1763          * flag definition for details.
1764          */
1765         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1766                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1767
1768         /* successful, commit the pointer to idr */
1769         spin_lock_irq(&pool->lock);
1770         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1771         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1772
1773         return worker;
1774
1775 fail:
1776         if (id >= 0) {
1777                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1778                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1779                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1780         }
1781         kfree(worker);
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 /**
1786  * start_worker - start a newly created worker
1787  * @worker: worker to start
1788  *
1789  * Make the pool aware of @worker and start it.
1790  *
1791  * CONTEXT:
1792  * spin_lock_irq(pool->lock).
1793  */
1794 static void start_worker(struct worker *worker)
1795 {
1796         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1797         worker->pool->nr_workers++;
1798         worker_enter_idle(worker);
1799         wake_up_process(worker->task);
1800 }
1801
1802 /**
1803  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1804  * @pool: the target pool
1805  *
1806  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1807  *
1808  * Return: 0 on success. A negative error code otherwise.
1809  */
1810 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1811 {
1812         struct worker *worker;
1813
1814         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1815
1816         worker = create_worker(pool);
1817         if (worker) {
1818                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1819                 start_worker(worker);
1820                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1821         }
1822
1823         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1824
1825         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1826 }
1827
1828 /**
1829  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1830  * @worker: worker to be destroyed
1831  *
1832  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1833  *
1834  * CONTEXT:
1835  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1836  */
1837 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1838 {
1839         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1840
1841         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1842         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1843
1844         /* sanity check frenzy */
1845         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1846             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1847                 return;
1848
1849         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1850                 pool->nr_workers--;
1851         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1852                 pool->nr_idle--;
1853
1854         list_del_init(&worker->entry);
1855         worker->flags |= WORKER_DIE;
1856
1857         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1858
1859         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1860
1861         kthread_stop(worker->task);
1862         kfree(worker);
1863
1864         spin_lock_irq(&pool->lock);
1865 }
1866
1867 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1868 {
1869         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1870
1871         spin_lock_irq(&pool->lock);
1872
1873         if (too_many_workers(pool)) {
1874                 struct worker *worker;
1875                 unsigned long expires;
1876
1877                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1878                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1879                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1880
1881                 if (time_before(jiffies, expires))
1882                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1883                 else {
1884                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1885                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1886                         wake_up_worker(pool);
1887                 }
1888         }
1889
1890         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1891 }
1892
1893 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1894 {
1895         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1896         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1897
1898         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1899
1900         if (!wq->rescuer)
1901                 return;
1902
1903         /* mayday mayday mayday */
1904         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1905                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1906                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1907         }
1908 }
1909
1910 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1911 {
1912         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1913         struct work_struct *work;
1914
1915         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1916         spin_lock(&pool->lock);
1917
1918         if (need_to_create_worker(pool)) {
1919                 /*
1920                  * We've been trying to create a new worker but
1921                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1922                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1923                  * rescuers.
1924                  */
1925                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1926                         send_mayday(work);
1927         }
1928
1929         spin_unlock(&pool->lock);
1930         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1931
1932         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1933 }
1934
1935 /**
1936  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1937  * @pool: pool to create a new worker for
1938  *
1939  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1940  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1941  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1942  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1943  * possible allocation deadlock.
1944  *
1945  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1946  * may_start_working() %true.
1947  *
1948  * LOCKING:
1949  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1950  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1951  * manager.
1952  *
1953  * Return:
1954  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1955  * otherwise.
1956  */
1957 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1958 __releases(&pool->lock)
1959 __acquires(&pool->lock)
1960 {
1961         if (!need_to_create_worker(pool))
1962                 return false;
1963 restart:
1964         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1965
1966         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1967         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1968
1969         while (true) {
1970                 struct worker *worker;
1971
1972                 worker = create_worker(pool);
1973                 if (worker) {
1974                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1975                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1976                         start_worker(worker);
1977                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1978                                 goto restart;
1979                         return true;
1980                 }
1981
1982                 if (!need_to_create_worker(pool))
1983                         break;
1984
1985                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1986                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1987
1988                 if (!need_to_create_worker(pool))
1989                         break;
1990         }
1991
1992         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1993         spin_lock_irq(&pool->lock);
1994         if (need_to_create_worker(pool))
1995                 goto restart;
1996         return true;
1997 }
1998
1999 /**
2000  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
2001  * @pool: pool to destroy workers for
2002  *
2003  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2004  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2005  *
2006  * LOCKING:
2007  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2008  * multiple times.  Called only from manager.
2009  *
2010  * Return:
2011  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2012  * otherwise.
2013  */
2014 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2015 {
2016         bool ret = false;
2017
2018         while (too_many_workers(pool)) {
2019                 struct worker *worker;
2020                 unsigned long expires;
2021
2022                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2023                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2024
2025                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2026                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2027                         break;
2028                 }
2029
2030                 destroy_worker(worker);
2031                 ret = true;
2032         }
2033
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 /**
2038  * manage_workers - manage worker pool
2039  * @worker: self
2040  *
2041  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2042  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2043  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2044  *
2045  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2046  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2047  * and may_start_working() is true.
2048  *
2049  * CONTEXT:
2050  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2051  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2052  *
2053  * Return:
2054  * %false if the pool don't need management and the caller can safely start
2055  * processing works, %true indicates that the function released pool->lock
2056  * and reacquired it to perform some management function and that the
2057  * conditions that the caller verified while holding the lock before
2058  * calling the function might no longer be true.
2059  */
2060 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2061 {
2062         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2063         bool ret = false;
2064
2065         /*
2066          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2067          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2068          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2069          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2070          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2071          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2072          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2073          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2074          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2075          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2076          *
2077          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2078          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2079          * of management operations, including creation and destruction of
2080          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2081          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2082          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2083          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2084          * manager_mutex.
2085          */
2086         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2087                 return ret;
2088
2089         /*
2090          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2091          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2092          */
2093         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2094                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2095                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2096                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2097                 ret = true;
2098         }
2099
2100         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2101
2102         /*
2103          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2104          * on return.
2105          */
2106         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2107         ret |= maybe_create_worker(pool);
2108
2109         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2110         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2111         return ret;
2112 }
2113
2114 /**
2115  * process_one_work - process single work
2116  * @worker: self
2117  * @work: work to process
2118  *
2119  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2120  * process a single work including synchronization against and
2121  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2122  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2123  * call this function to process a work.
2124  *
2125  * CONTEXT:
2126  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2127  */
2128 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2129 __releases(&pool->lock)
2130 __acquires(&pool->lock)
2131 {
2132         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2133         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2134         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2135         int work_color;
2136         struct worker *collision;
2137 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2138         /*
2139          * It is permissible to free the struct work_struct from
2140          * inside the function that is called from it, this we need to
2141          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2142          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2143          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2144          */
2145         struct lockdep_map lockdep_map;
2146
2147         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2148 #endif
2149         /*
2150          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2151          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2152          * unbound or a disassociated pool.
2153          */
2154         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2155                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2156                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2157
2158         /*
2159          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2160          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2161          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2162          * currently executing one.
2163          */
2164         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2165         if (unlikely(collision)) {
2166                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2167                 return;
2168         }
2169
2170         /* claim and dequeue */
2171         debug_work_deactivate(work);
2172         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2173         worker->current_work = work;
2174         worker->current_func = work->func;
2175         worker->current_pwq = pwq;
2176         work_color = get_work_color(work);
2177
2178         list_del_init(&work->entry);
2179
2180         /*
2181          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2182          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2183          */
2184         if (unlikely(cpu_intensive))
2185                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2186
2187         /*
2188          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2189          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2190          */
2191         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2192                 wake_up_worker(pool);
2193
2194         /*
2195          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2196          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2197          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2198          * disabled.
2199          */
2200         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2201
2202         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2203
2204         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2205         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2206         trace_workqueue_execute_start(work);
2207         worker->current_func(work);
2208         /*
2209          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2210          * point will only record its address.
2211          */
2212         trace_workqueue_execute_end(work);
2213         lock_map_release(&lockdep_map);
2214         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2215
2216         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2217                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2218                        "     last function: %pf\n",
2219                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2220                        worker->current_func);
2221                 debug_show_held_locks(current);
2222                 dump_stack();
2223         }
2224
2225         /*
2226          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2227          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2228          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2229          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2230          * stop_machine.
2231          */
2232         cond_resched();
2233
2234         spin_lock_irq(&pool->lock);
2235
2236         /* clear cpu intensive status */
2237         if (unlikely(cpu_intensive))
2238                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2239
2240         /* we're done with it, release */
2241         hash_del(&worker->hentry);
2242         worker->current_work = NULL;
2243         worker->current_func = NULL;
2244         worker->current_pwq = NULL;
2245         worker->desc_valid = false;
2246         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2247 }
2248
2249 /**
2250  * process_scheduled_works - process scheduled works
2251  * @worker: self
2252  *
2253  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2254  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2255  * fetches a work from the top and executes it.
2256  *
2257  * CONTEXT:
2258  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2259  * multiple times.
2260  */
2261 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2262 {
2263         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2264                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2265                                                 struct work_struct, entry);
2266                 process_one_work(worker, work);
2267         }
2268 }
2269
2270 /**
2271  * worker_thread - the worker thread function
2272  * @__worker: self
2273  *
2274  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2275  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2276  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2277  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2278  * will be explained in rescuer_thread().
2279  *
2280  * Return: 0
2281  */
2282 static int worker_thread(void *__worker)
2283 {
2284         struct worker *worker = __worker;
2285         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2286
2287         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2288         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2289 woke_up:
2290         spin_lock_irq(&pool->lock);
2291
2292         /* am I supposed to die? */
2293         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2294                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2295                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2296                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2297                 return 0;
2298         }
2299
2300         worker_leave_idle(worker);
2301 recheck:
2302         /* no more worker necessary? */
2303         if (!need_more_worker(pool))
2304                 goto sleep;
2305
2306         /* do we need to manage? */
2307         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2308                 goto recheck;
2309
2310         /*
2311          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2312          * preparing to process a work or actually processing it.
2313          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2314          */
2315         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2316
2317         /*
2318          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2319          * worker or that someone else has already assumed the manager
2320          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2321          * management if applicable and concurrency management is restored
2322          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2323          */
2324         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2325
2326         do {
2327                 struct work_struct *work =
2328                         list_first_entry(&pool->worklist,
2329                                          struct work_struct, entry);
2330
2331                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2332                         /* optimization path, not strictly necessary */
2333                         process_one_work(worker, work);
2334                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2335                                 process_scheduled_works(worker);
2336                 } else {
2337                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2338                         process_scheduled_works(worker);
2339                 }
2340         } while (keep_working(pool));
2341
2342         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2343 sleep:
2344         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2345                 goto recheck;
2346
2347         /*
2348          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2349          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2350          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2351          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2352          * event.
2353          */
2354         worker_enter_idle(worker);
2355         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2356         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2357         schedule();
2358         goto woke_up;
2359 }
2360
2361 /**
2362  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2363  * @__rescuer: self
2364  *
2365  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2366  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2367  *
2368  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2369  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2370  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2371  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2372  * the problem rescuer solves.
2373  *
2374  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2375  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2376  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2377  *
2378  * This should happen rarely.
2379  *
2380  * Return: 0
2381  */
2382 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2383 {
2384         struct worker *rescuer = __rescuer;
2385         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2386         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2387
2388         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2389
2390         /*
2391          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2392          * doesn't participate in concurrency management.
2393          */
2394         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2395 repeat:
2396         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2397
2398         if (kthread_should_stop()) {
2399                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2400                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2401                 return 0;
2402         }
2403
2404         /* see whether any pwq is asking for help */
2405         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2406
2407         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2408                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2409                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2410                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2411                 struct work_struct *work, *n;
2412
2413                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2414                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2415
2416                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2417
2418                 /* migrate to the target cpu if possible */
2419                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2420                 rescuer->pool = pool;
2421
2422                 /*
2423                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2424                  * process'em.
2425                  */
2426                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2427                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2428                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2429                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2430
2431                 process_scheduled_works(rescuer);
2432
2433                 /*
2434                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2435                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2436                  * and stalling the execution.
2437                  */
2438                 if (keep_working(pool))
2439                         wake_up_worker(pool);
2440
2441                 rescuer->pool = NULL;
2442                 spin_unlock(&pool->lock);
2443                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2444         }
2445
2446         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2447
2448         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2449         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2450         schedule();
2451         goto repeat;
2452 }
2453
2454 struct wq_barrier {
2455         struct work_struct      work;
2456         struct completion       done;
2457 };
2458
2459 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2460 {
2461         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2462         complete(&barr->done);
2463 }
2464
2465 /**
2466  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2467  * @pwq: pwq to insert barrier into
2468  * @barr: wq_barrier to insert
2469  * @target: target work to attach @barr to
2470  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2471  *
2472  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2473  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2474  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2475  * cpu.
2476  *
2477  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2478  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2479  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2480  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2481  * after a work with LINKED flag set.
2482  *
2483  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2484  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2485  *
2486  * CONTEXT:
2487  * spin_lock_irq(pool->lock).
2488  */
2489 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2490                               struct wq_barrier *barr,
2491                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2492 {
2493         struct list_head *head;
2494         unsigned int linked = 0;
2495
2496         /*
2497          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2498          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2499          * checks and call back into the fixup functions where we
2500          * might deadlock.
2501          */
2502         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2503         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2504         init_completion(&barr->done);
2505
2506         /*
2507          * If @target is currently being executed, schedule the
2508          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2509          */
2510         if (worker)
2511                 head = worker->scheduled.next;
2512         else {
2513                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2514
2515                 head = target->entry.next;
2516                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2517                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2518                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2519         }
2520
2521         debug_work_activate(&barr->work);
2522         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2523                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2524 }
2525
2526 /**
2527  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2528  * @wq: workqueue being flushed
2529  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2530  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2531  *
2532  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2533  *
2534  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2535  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2536  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2537  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2538  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2539  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2540  *
2541  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2542  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2543  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2544  * is returned.
2545  *
2546  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2547  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2548  * advanced to @work_color.
2549  *
2550  * CONTEXT:
2551  * mutex_lock(wq->mutex).
2552  *
2553  * Return:
2554  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2555  * otherwise.
2556  */
2557 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2558                                       int flush_color, int work_color)
2559 {
2560         bool wait = false;
2561         struct pool_workqueue *pwq;
2562
2563         if (flush_color >= 0) {
2564                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2565                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2566         }
2567
2568         for_each_pwq(pwq, wq) {
2569                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2570
2571                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2572
2573                 if (flush_color >= 0) {
2574                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2575
2576                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2577                                 pwq->flush_color = flush_color;
2578                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2579                                 wait = true;
2580                         }
2581                 }
2582
2583                 if (work_color >= 0) {
2584                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2585                         pwq->work_color = work_color;
2586                 }
2587
2588                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2589         }
2590
2591         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2592                 complete(&wq->first_flusher->done);
2593
2594         return wait;
2595 }
2596
2597 /**
2598  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2599  * @wq: workqueue to flush
2600  *
2601  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2602  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2603  */
2604 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2605 {
2606         struct wq_flusher this_flusher = {
2607                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2608                 .flush_color = -1,
2609                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2610         };
2611         int next_color;
2612
2613         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2614         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2615
2616         mutex_lock(&wq->mutex);
2617
2618         /*
2619          * Start-to-wait phase
2620          */
2621         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2622
2623         if (next_color != wq->flush_color) {
2624                 /*
2625                  * Color space is not full.  The current work_color
2626                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2627                  * by one.
2628                  */
2629                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2630                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2631                 wq->work_color = next_color;
2632
2633                 if (!wq->first_flusher) {
2634                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2635                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2636
2637                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2638
2639                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2640                                                        wq->work_color)) {
2641                                 /* nothing to flush, done */
2642                                 wq->flush_color = next_color;
2643                                 wq->first_flusher = NULL;
2644                                 goto out_unlock;
2645                         }
2646                 } else {
2647                         /* wait in queue */
2648                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2649                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2650                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2651                 }
2652         } else {
2653                 /*
2654                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2655                  * The next flush completion will assign us
2656                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2657                  */
2658                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2659         }
2660
2661         mutex_unlock(&wq->mutex);
2662
2663         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2664
2665         /*
2666          * Wake-up-and-cascade phase
2667          *
2668          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2669          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2670          */
2671         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2672                 return;
2673
2674         mutex_lock(&wq->mutex);
2675
2676         /* we might have raced, check again with mutex held */
2677         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2678                 goto out_unlock;
2679
2680         wq->first_flusher = NULL;
2681
2682         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2683         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2684
2685         while (true) {
2686                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2687
2688                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2689                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2690                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2691                                 break;
2692                         list_del_init(&next->list);
2693                         complete(&next->done);
2694                 }
2695
2696                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2697                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2698
2699                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2700                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2701
2702                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2703                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2704                         /*
2705                          * Assign the same color to all overflowed
2706                          * flushers, advance work_color and append to
2707                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2708                          * phase for these overflowed flushers.
2709                          */
2710                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2711                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2712
2713                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2714
2715                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2716                                               &wq->flusher_queue);
2717                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2718                 }
2719
2720                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2721                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2722                         break;
2723                 }
2724
2725                 /*
2726                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2727                  * the new first flusher and arm pwqs.
2728                  */
2729                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2730                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2731
2732                 list_del_init(&next->list);
2733                 wq->first_flusher = next;
2734
2735                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2736                         break;
2737
2738                 /*
2739                  * Meh... this color is already done, clear first
2740                  * flusher and repeat cascading.
2741                  */
2742                 wq->first_flusher = NULL;
2743         }
2744
2745 out_unlock:
2746         mutex_unlock(&wq->mutex);
2747 }
2748 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2749
2750 /**
2751  * drain_workqueue - drain a workqueue
2752  * @wq: workqueue to drain
2753  *
2754  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2755  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2756  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2757  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2758  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2759  * takes too long.
2760  */
2761 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2762 {
2763         unsigned int flush_cnt = 0;
2764         struct pool_workqueue *pwq;
2765
2766         /*
2767          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2768          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2769          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2770          */
2771         mutex_lock(&wq->mutex);
2772         if (!wq->nr_drainers++)
2773                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2774         mutex_unlock(&wq->mutex);
2775 reflush:
2776         flush_workqueue(wq);
2777
2778         mutex_lock(&wq->mutex);
2779
2780         for_each_pwq(pwq, wq) {
2781                 bool drained;
2782
2783                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2784                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2785                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2786
2787                 if (drained)
2788                         continue;
2789
2790                 if (++flush_cnt == 10 ||
2791                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2792                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2793                                 wq->name, flush_cnt);
2794
2795                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2796                 goto reflush;
2797         }
2798
2799         if (!--wq->nr_drainers)
2800                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2801         mutex_unlock(&wq->mutex);
2802 }
2803 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2804
2805 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2806 {
2807         struct worker *worker = NULL;
2808         struct worker_pool *pool;
2809         struct pool_workqueue *pwq;
2810
2811         might_sleep();
2812
2813         local_irq_disable();
2814         pool = get_work_pool(work);
2815         if (!pool) {
2816                 local_irq_enable();
2817                 return false;
2818         }
2819
2820         spin_lock(&pool->lock);
2821         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2822         pwq = get_work_pwq(work);
2823         if (pwq) {
2824                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2825                         goto already_gone;
2826         } else {
2827                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2828                 if (!worker)
2829                         goto already_gone;
2830                 pwq = worker->current_pwq;
2831         }
2832
2833         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2834         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2835
2836         /*
2837          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2838          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2839          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2840          * access.
2841          */
2842         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2843                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2844         else
2845                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2846         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2847
2848         return true;
2849 already_gone:
2850         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2851         return false;
2852 }
2853
2854 /**
2855  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2856  * @work: the work to flush
2857  *
2858  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2859  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2860  *
2861  * Return:
2862  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2863  * %false if it was already idle.
2864  */
2865 bool flush_work(struct work_struct *work)
2866 {
2867         struct wq_barrier barr;
2868
2869         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2870         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2871
2872         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2873                 wait_for_completion(&barr.done);
2874                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2875                 return true;
2876         } else {
2877                 return false;
2878         }
2879 }
2880 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2881
2882 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2883 {
2884         unsigned long flags;
2885         int ret;
2886
2887         do {
2888                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2889                 /*
2890                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2891                  * would be waiting for before retrying.
2892                  */
2893                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2894                         flush_work(work);
2895         } while (unlikely(ret < 0));
2896
2897         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2898         mark_work_canceling(work);
2899         local_irq_restore(flags);
2900
2901         flush_work(work);
2902         clear_work_data(work);
2903         return ret;
2904 }
2905
2906 /**
2907  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2908  * @work: the work to cancel
2909  *
2910  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2911  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2912  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2913  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2914  *
2915  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2916  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2917  *
2918  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2919  * queued can't be destroyed before this function returns.
2920  *
2921  * Return:
2922  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2923  */
2924 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2925 {
2926         return __cancel_work_timer(work, false);
2927 }
2928 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2929
2930 /**
2931  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2932  * @dwork: the delayed work to flush
2933  *
2934  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2935  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2936  * considers the last queueing instance of @dwork.
2937  *
2938  * Return:
2939  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2940  * %false if it was already idle.
2941  */
2942 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2943 {
2944         local_irq_disable();
2945         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2946                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2947         local_irq_enable();
2948         return flush_work(&dwork->work);
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2951
2952 /**
2953  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2954  * @dwork: delayed_work to cancel
2955  *
2956  * Kill off a pending delayed_work.
2957  *
2958  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2959  * pending.
2960  *
2961  * Note:
2962  * The work callback function may still be running on return, unless
2963  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2964  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2965  *
2966  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2967  */
2968 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2969 {
2970         unsigned long flags;
2971         int ret;
2972
2973         do {
2974                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2975         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2976
2977         if (unlikely(ret < 0))
2978                 return false;
2979
2980         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2981                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2982         local_irq_restore(flags);
2983         return ret;
2984 }
2985 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2986
2987 /**
2988  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2989  * @dwork: the delayed work cancel
2990  *
2991  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2992  *
2993  * Return:
2994  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2995  */
2996 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2997 {
2998         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2999 }
3000 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3001
3002 /**
3003  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3004  * @func: the function to call
3005  *
3006  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3007  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3008  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3009  *
3010  * Return:
3011  * 0 on success, -errno on failure.
3012  */
3013 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3014 {
3015         int cpu;
3016         struct work_struct __percpu *works;
3017
3018         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3019         if (!works)
3020                 return -ENOMEM;
3021
3022         get_online_cpus();
3023
3024         for_each_online_cpu(cpu) {
3025                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3026
3027                 INIT_WORK(work, func);
3028                 schedule_work_on(cpu, work);
3029         }
3030
3031         for_each_online_cpu(cpu)
3032                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3033
3034         put_online_cpus();
3035         free_percpu(works);
3036         return 0;
3037 }
3038
3039 /**
3040  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3041  *
3042  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3043  * completion.
3044  *
3045  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3046  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3047  * will lead to deadlock:
3048  *
3049  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3050  *      a lock held by your code or its caller.
3051  *
3052  *      Your code is running in the context of a work routine.
3053  *
3054  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3055  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3056  * what locks they need, which you have no control over.
3057  *
3058  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3059  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3060  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3061  * cancel_work_sync() instead.
3062  */
3063 void flush_scheduled_work(void)
3064 {
3065         flush_workqueue(system_wq);
3066 }
3067 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3068
3069 /**
3070  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3071  * @fn:         the function to execute
3072  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3073  *              be available when the work executes)
3074  *
3075  * Executes the function immediately if process context is available,
3076  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3077  *
3078  * Return:      0 - function was executed
3079  *              1 - function was scheduled for execution
3080  */
3081 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3082 {
3083         if (!in_interrupt()) {
3084                 fn(&ew->work);
3085                 return 0;
3086         }
3087
3088         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3089         schedule_work(&ew->work);
3090
3091         return 1;
3092 }
3093 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3094
3095 #ifdef CONFIG_SYSFS
3096 /*
3097  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3098  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3099  * following attributes.
3100  *
3101  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3102  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3103  *
3104  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3105  *
3106  *  id          RO int  : the associated pool ID
3107  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3108  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3109  */
3110 struct wq_device {
3111         struct workqueue_struct         *wq;
3112         struct device                   dev;
3113 };
3114
3115 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3116 {
3117         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3118
3119         return wq_dev->wq;
3120 }
3121
3122 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3123                             char *buf)
3124 {
3125         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3126
3127         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3128 }
3129 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
3130
3131 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
3132                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3133 {
3134         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3135
3136         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3137 }
3138
3139 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
3140                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
3141                                 size_t count)
3142 {
3143         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3144         int val;
3145
3146         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3147                 return -EINVAL;
3148
3149         workqueue_set_max_active(wq, val);
3150         return count;
3151 }
3152 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
3153
3154 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
3155         &dev_attr_per_cpu.attr,
3156         &dev_attr_max_active.attr,
3157         NULL,
3158 };
3159 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
3160
3161 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3162                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3163 {
3164         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3165         const char *delim = "";
3166         int node, written = 0;
3167
3168         rcu_read_lock_sched();
3169         for_each_node(node) {
3170                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3171                                      "%s%d:%d", delim, node,
3172                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3173                 delim = " ";
3174         }
3175         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3176         rcu_read_unlock_sched();
3177
3178         return written;
3179 }
3180
3181 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3182                             char *buf)
3183 {
3184         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3185         int written;
3186
3187         mutex_lock(&wq->mutex);
3188         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3189         mutex_unlock(&wq->mutex);
3190
3191         return written;
3192 }
3193
3194 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3195 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3196 {
3197         struct workqueue_attrs *attrs;
3198
3199         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3200         if (!attrs)
3201                 return NULL;
3202
3203         mutex_lock(&wq->mutex);
3204         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3205         mutex_unlock(&wq->mutex);
3206         return attrs;
3207 }
3208
3209 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3210                              const char *buf, size_t count)
3211 {
3212         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3213         struct workqueue_attrs *attrs;
3214         int ret;
3215
3216         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3217         if (!attrs)
3218                 return -ENOMEM;
3219
3220         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3221             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3222                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3223         else
3224                 ret = -EINVAL;
3225
3226         free_workqueue_attrs(attrs);
3227         return ret ?: count;
3228 }
3229
3230 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3231                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3232 {
3233         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3234         int written;
3235
3236         mutex_lock(&wq->mutex);
3237         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3238         mutex_unlock(&wq->mutex);
3239
3240         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3241         return written;
3242 }
3243
3244 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3245                                 struct device_attribute *attr,
3246                                 const char *buf, size_t count)
3247 {
3248         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3249         struct workqueue_attrs *attrs;
3250         int ret;
3251
3252         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3253         if (!attrs)
3254                 return -ENOMEM;
3255
3256         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3257         if (!ret)
3258                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3259
3260         free_workqueue_attrs(attrs);
3261         return ret ?: count;
3262 }
3263
3264 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3265                             char *buf)
3266 {
3267         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3268         int written;
3269
3270         mutex_lock(&wq->mutex);
3271         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3272                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3273         mutex_unlock(&wq->mutex);
3274
3275         return written;
3276 }
3277
3278 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3279                              const char *buf, size_t count)
3280 {
3281         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3282         struct workqueue_attrs *attrs;
3283         int v, ret;
3284
3285         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3286         if (!attrs)
3287                 return -ENOMEM;
3288
3289         ret = -EINVAL;
3290         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3291                 attrs->no_numa = !v;
3292                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3293         }
3294
3295         free_workqueue_attrs(attrs);
3296         return ret ?: count;
3297 }
3298
3299 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3300         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3301         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3302         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3303         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3304         __ATTR_NULL,
3305 };
3306
3307 static struct bus_type wq_subsys = {
3308         .name                           = "workqueue",
3309         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
3310 };
3311
3312 static int __init wq_sysfs_init(void)
3313 {
3314         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3315 }
3316 core_initcall(wq_sysfs_init);
3317
3318 static void wq_device_release(struct device *dev)
3319 {
3320         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3321
3322         kfree(wq_dev);
3323 }
3324
3325 /**
3326  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3327  * @wq: the workqueue to register
3328  *
3329  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3330  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3331  * which is the preferred method.
3332  *
3333  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3334  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3335  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3336  * attributes.
3337  *
3338  * Return: 0 on success, -errno on failure.
3339  */
3340 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3341 {
3342         struct wq_device *wq_dev;
3343         int ret;
3344
3345         /*
3346          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3347          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3348          * workqueues.
3349          */
3350         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3351                 return -EINVAL;
3352
3353         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3354         if (!wq_dev)
3355                 return -ENOMEM;
3356
3357         wq_dev->wq = wq;
3358         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3359         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3360         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3361
3362         /*
3363          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3364          * everything is ready.
3365          */
3366         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3367
3368         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3369         if (ret) {
3370                 kfree(wq_dev);
3371                 wq->wq_dev = NULL;
3372                 return ret;
3373         }
3374
3375         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3376                 struct device_attribute *attr;
3377
3378                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3379                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3380                         if (ret) {
3381                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3382                                 wq->wq_dev = NULL;
3383                                 return ret;
3384                         }
3385                 }
3386         }
3387
3388         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3389         return 0;
3390 }
3391
3392 /**
3393  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3394  * @wq: the workqueue to unregister
3395  *
3396  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3397  */
3398 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3399 {
3400         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3401
3402         if (!wq->wq_dev)
3403                 return;
3404
3405         wq->wq_dev = NULL;
3406         device_unregister(&wq_dev->dev);
3407 }
3408 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3409 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3410 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3411
3412 /**
3413  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3414  * @attrs: workqueue_attrs to free
3415  *
3416  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3417  */
3418 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3419 {
3420         if (attrs) {
3421                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3422                 kfree(attrs);
3423         }
3424 }
3425
3426 /**
3427  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3428  * @gfp_mask: allocation mask to use
3429  *
3430  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3431  * return it.
3432  *
3433  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3434  */
3435 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3436 {
3437         struct workqueue_attrs *attrs;
3438
3439         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3440         if (!attrs)
3441                 goto fail;
3442         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3443                 goto fail;
3444
3445         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3446         return attrs;
3447 fail:
3448         free_workqueue_attrs(attrs);
3449         return NULL;
3450 }
3451
3452 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3453                                  const struct workqueue_attrs *from)
3454 {
3455         to->nice = from->nice;
3456         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3457         /*
3458          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3459          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3460          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3461          */
3462         to->no_numa = from->no_numa;
3463 }
3464
3465 /* hash value of the content of @attr */
3466 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3467 {
3468         u32 hash = 0;
3469
3470         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3471         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3472                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3473         return hash;
3474 }
3475
3476 /* content equality test */
3477 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3478                           const struct workqueue_attrs *b)
3479 {
3480         if (a->nice != b->nice)
3481                 return false;
3482         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3483                 return false;
3484         return true;
3485 }
3486
3487 /**
3488  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3489  * @pool: worker_pool to initialize
3490  *
3491  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3492  *
3493  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3494  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3495  * on @pool safely to release it.
3496  */
3497 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3498 {
3499         spin_lock_init(&pool->lock);
3500         pool->id = -1;
3501         pool->cpu = -1;
3502         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3503         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3504         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3505         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3506         hash_init(pool->busy_hash);
3507
3508         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3509         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3510         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3511
3512         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3513                     (unsigned long)pool);
3514
3515         mutex_init(&pool->manager_arb);
3516         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3517         idr_init(&pool->worker_idr);
3518
3519         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3520         pool->refcnt = 1;
3521
3522         /* shouldn't fail above this point */
3523         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3524         if (!pool->attrs)
3525                 return -ENOMEM;
3526         return 0;
3527 }
3528
3529 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3530 {
3531         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3532
3533         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3534         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3535         kfree(pool);
3536 }
3537
3538 /**
3539  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3540  * @pool: worker_pool to put
3541  *
3542  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3543  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3544  * and this function should be able to release pools which went through,
3545  * successfully or not, init_worker_pool().
3546  *
3547  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3548  */
3549 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3550 {
3551         struct worker *worker;
3552
3553         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3554
3555         if (--pool->refcnt)
3556                 return;
3557
3558         /* sanity checks */
3559         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3560             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3561                 return;
3562
3563         /* release id and unhash */
3564         if (pool->id >= 0)
3565                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3566         hash_del(&pool->hash_node);
3567
3568         /*
3569          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3570          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3571          * manager_mutex.
3572          */
3573         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3574         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3575         spin_lock_irq(&pool->lock);
3576
3577         while ((worker = first_worker(pool)))
3578                 destroy_worker(worker);
3579         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3580
3581         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3582         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3583         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3584
3585         /* shut down the timers */
3586         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3587         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3588
3589         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3590         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3591 }
3592
3593 /**
3594  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3595  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3596  *
3597  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3598  * reference count and return it.  If there already is a matching
3599  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3600  * create a new one.
3601  *
3602  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3603  *
3604  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3605  * On failure, %NULL.
3606  */
3607 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3608 {
3609         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3610         struct worker_pool *pool;
3611         int node;
3612
3613         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3614
3615         /* do we already have a matching pool? */
3616         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3617                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3618                         pool->refcnt++;
3619                         goto out_unlock;
3620                 }
3621         }
3622
3623         /* nope, create a new one */
3624         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3625         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3626                 goto fail;
3627
3628         if (workqueue_freezing)
3629                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3630
3631         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3632         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3633
3634         /*
3635          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3636          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3637          */
3638         pool->attrs->no_numa = false;
3639
3640         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3641         if (wq_numa_enabled) {
3642                 for_each_node(node) {
3643                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3644                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3645                                 pool->node = node;
3646                                 break;
3647                         }
3648                 }
3649         }
3650
3651         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3652                 goto fail;
3653
3654         /* create and start the initial worker */
3655         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3656                 goto fail;
3657
3658         /* install */
3659         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3660 out_unlock:
3661         return pool;
3662 fail:
3663         if (pool)
3664                 put_unbound_pool(pool);
3665         return NULL;
3666 }
3667
3668 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3669 {
3670         kmem_cache_free(pwq_cache,
3671                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3676  * and needs to be destroyed.
3677  */
3678 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3679 {
3680         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3681                                                   unbound_release_work);
3682         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3683         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3684         bool is_last;
3685
3686         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3687                 return;
3688
3689         /*
3690          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3691          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3692          * and consistent with the linking path.
3693          */
3694         mutex_lock(&wq->mutex);
3695         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3696         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3697         mutex_unlock(&wq->mutex);
3698
3699         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3700         put_unbound_pool(pool);
3701         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3702
3703         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3704
3705         /*
3706          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3707          * is gonna access it anymore.  Free it.
3708          */
3709         if (is_last) {
3710                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3711                 kfree(wq);
3712         }
3713 }
3714
3715 /**
3716  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3717  * @pwq: target pool_workqueue
3718  *
3719  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3720  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3721  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3722  */
3723 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3724 {
3725         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3726         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3727
3728         /* for @wq->saved_max_active */
3729         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3730
3731         /* fast exit for non-freezable wqs */
3732         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3733                 return;
3734
3735         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3736
3737         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3738                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3739
3740                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3741                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3742                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3743
3744                 /*
3745                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3746                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3747                  */
3748                 wake_up_worker(pwq->pool);
3749         } else {
3750                 pwq->max_active = 0;
3751         }
3752
3753         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3754 }
3755
3756 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3757 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3758                      struct worker_pool *pool)
3759 {
3760         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3761
3762         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3763
3764         pwq->pool = pool;
3765         pwq->wq = wq;
3766         pwq->flush_color = -1;
3767         pwq->refcnt = 1;
3768         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3769         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3770         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3771         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3772 }
3773
3774 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3775 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3776 {
3777         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3778
3779         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3780
3781         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3782         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3783                 return;
3784
3785         /*
3786          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3787          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3788          */
3789         pwq->work_color = wq->work_color;
3790
3791         /* sync max_active to the current setting */
3792         pwq_adjust_max_active(pwq);
3793
3794         /* link in @pwq */
3795         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3796 }
3797
3798 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3799 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3800                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3801 {
3802         struct worker_pool *pool;
3803         struct pool_workqueue *pwq;
3804
3805         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3806
3807         pool = get_unbound_pool(attrs);
3808         if (!pool)
3809                 return NULL;
3810
3811         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3812         if (!pwq) {
3813                 put_unbound_pool(pool);
3814                 return NULL;
3815         }
3816
3817         init_pwq(pwq, wq, pool);
3818         return pwq;
3819 }
3820
3821 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3822 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3823 {
3824         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3825
3826         if (pwq) {
3827                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3828                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3829         }
3830 }
3831
3832 /**
3833  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3834  * @attrs: the wq_attrs of interest
3835  * @node: the target NUMA node
3836  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3837  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3838  *
3839  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3840  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3841  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3842  *
3843  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3844  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3845  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3846  * @attrs->cpumask.
3847  *
3848  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3849  * stable.
3850  *
3851  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3852  * %false if equal.
3853  */
3854 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3855                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3856 {
3857         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3858                 goto use_dfl;
3859
3860         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3861         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3862         if (cpu_going_down >= 0)
3863                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3864
3865         if (cpumask_empty(cpumask))
3866                 goto use_dfl;
3867
3868         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3869         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3870         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3871
3872 use_dfl:
3873         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3874         return false;
3875 }
3876
3877 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3878 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3879                                                    int node,
3880                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3881 {
3882         struct pool_workqueue *old_pwq;
3883
3884         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3885
3886         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3887         link_pwq(pwq);
3888
3889         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3890         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3891         return old_pwq;
3892 }
3893
3894 /**
3895  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3896  * @wq: the target workqueue
3897  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3898  *
3899  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3900  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3901  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3902  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3903  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3904  * back-to-back will stay on its current pwq.
3905  *
3906  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3907  *
3908  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3909  */
3910 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3911                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3912 {
3913         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3914         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3915         int node, ret;
3916
3917         /* only unbound workqueues can change attributes */
3918         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3919                 return -EINVAL;
3920
3921         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3922         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3923                 return -EINVAL;
3924
3925         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3926         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3927         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3928         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3929                 goto enomem;
3930
3931         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3932         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3933         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3934
3935         /*
3936          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3937          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3938          * pools.
3939          */
3940         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3941
3942         /*
3943          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3944          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3945          * pwqs accordingly.
3946          */
3947         get_online_cpus();
3948
3949         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3950
3951         /*
3952          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3953          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3954          * it even if we don't use it immediately.
3955          */
3956         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3957         if (!dfl_pwq)
3958                 goto enomem_pwq;
3959
3960         for_each_node(node) {
3961                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3962                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3963                         if (!pwq_tbl[node])
3964                                 goto enomem_pwq;
3965                 } else {
3966                         dfl_pwq->refcnt++;
3967                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3968                 }
3969         }
3970
3971         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3972
3973         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3974         mutex_lock(&wq->mutex);
3975
3976         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3977
3978         /* save the previous pwq and install the new one */
3979         for_each_node(node)
3980                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3981
3982         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3983         link_pwq(dfl_pwq);
3984         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3985
3986         mutex_unlock(&wq->mutex);
3987
3988         /* put the old pwqs */
3989         for_each_node(node)
3990                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3991         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3992
3993         put_online_cpus();
3994         ret = 0;
3995         /* fall through */
3996 out_free:
3997         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3998         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3999         kfree(pwq_tbl);
4000         return ret;
4001
4002 enomem_pwq:
4003         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
4004         for_each_node(node)
4005                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
4006                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
4007         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4008         put_online_cpus();
4009 enomem:
4010         ret = -ENOMEM;
4011         goto out_free;
4012 }
4013
4014 /**
4015  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
4016  * @wq: the target workqueue
4017  * @cpu: the CPU coming up or going down
4018  * @online: whether @cpu is coming up or going down
4019  *
4020  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
4021  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
4022  * @wq accordingly.
4023  *
4024  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
4025  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
4026  * correct.
4027  *
4028  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
4029  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4030  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4031  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4032  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4033  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4034  * CPU_DOWN_PREPARE.
4035  */
4036 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4037                                    bool online)
4038 {
4039         int node = cpu_to_node(cpu);
4040         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4041         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4042         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4043         cpumask_t *cpumask;
4044
4045         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4046
4047         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4048                 return;
4049
4050         /*
4051          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4052          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4053          * CPU hotplug exclusion.
4054          */
4055         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4056         cpumask = target_attrs->cpumask;
4057
4058         mutex_lock(&wq->mutex);
4059         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4060                 goto out_unlock;
4061
4062         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4063         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4064
4065         /*
4066          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4067          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4068          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4069          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4070          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4071          */
4072         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4073                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4074                         goto out_unlock;
4075         } else {
4076                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4077                         goto out_unlock;
4078                 else
4079                         goto use_dfl_pwq;
4080         }
4081
4082         mutex_unlock(&wq->mutex);
4083
4084         /* create a new pwq */
4085         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4086         if (!pwq) {
4087                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4088                            wq->name);
4089                 goto out_unlock;
4090         }
4091
4092         /*
4093          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4094          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4095          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4096          * inbetween.
4097          */
4098         mutex_lock(&wq->mutex);
4099         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4100         goto out_unlock;
4101
4102 use_dfl_pwq:
4103         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4104         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4105         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4106         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4107 out_unlock:
4108         mutex_unlock(&wq->mutex);
4109         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4110 }
4111
4112 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4113 {
4114         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4115         int cpu, ret;
4116
4117         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4118                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4119                 if (!wq->cpu_pwqs)
4120                         return -ENOMEM;
4121
4122                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4123                         struct pool_workqueue *pwq =
4124                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4125                         struct worker_pool *cpu_pools =
4126                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4127
4128                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4129
4130                         mutex_lock(&wq->mutex);
4131                         link_pwq(pwq);
4132                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4133                 }
4134                 return 0;
4135         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4136                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4137                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4138                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4139                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4140                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4141                 return ret;
4142         } else {
4143                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4144         }
4145 }
4146
4147 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4148                                const char *name)
4149 {
4150         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4151
4152         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4153                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4154                         max_active, name, 1, lim);
4155
4156         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4157 }
4158
4159 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4160                                                unsigned int flags,
4161                                                int max_active,
4162                                                struct lock_class_key *key,
4163                                                const char *lock_name, ...)
4164 {
4165         size_t tbl_size = 0;
4166         va_list args;
4167         struct workqueue_struct *wq;
4168         struct pool_workqueue *pwq;
4169
4170         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4171         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4172                 flags |= WQ_UNBOUND;
4173
4174         /* allocate wq and format name */
4175         if (flags & WQ_UNBOUND)
4176                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4177
4178         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4179         if (!wq)
4180                 return NULL;
4181
4182         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4183                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4184                 if (!wq->unbound_attrs)
4185                         goto err_free_wq;
4186         }
4187
4188         va_start(args, lock_name);
4189         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4190         va_end(args);
4191
4192         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4193         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4194
4195         /* init wq */
4196         wq->flags = flags;
4197         wq->saved_max_active = max_active;
4198         mutex_init(&wq->mutex);
4199         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4200         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4201         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4202         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4203         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4204
4205         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4206         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4207
4208         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4209                 goto err_free_wq;
4210
4211         /*
4212          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4213          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4214          */
4215         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4216                 struct worker *rescuer;
4217
4218                 rescuer = alloc_worker();
4219                 if (!rescuer)
4220                         goto err_destroy;
4221
4222                 rescuer->rescue_wq = wq;
4223                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4224                                                wq->name);
4225                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4226                         kfree(rescuer);
4227                         goto err_destroy;
4228                 }
4229
4230                 wq->rescuer = rescuer;
4231                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4232                 wake_up_process(rescuer->task);
4233         }
4234
4235         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4236                 goto err_destroy;
4237
4238         /*
4239          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4240          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4241          * list.
4242          */
4243         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4244
4245         mutex_lock(&wq->mutex);
4246         for_each_pwq(pwq, wq)
4247                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4248         mutex_unlock(&wq->mutex);
4249
4250         list_add(&wq->list, &workqueues);
4251
4252         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4253
4254         return wq;
4255
4256 err_free_wq:
4257         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4258         kfree(wq);
4259         return NULL;
4260 err_destroy:
4261         destroy_workqueue(wq);
4262         return NULL;
4263 }
4264 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4265
4266 /**
4267  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4268  * @wq: target workqueue
4269  *
4270  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4271  */
4272 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4273 {
4274         struct pool_workqueue *pwq;
4275         int node;
4276
4277         /* drain it before proceeding with destruction */
4278         drain_workqueue(wq);
4279
4280         /* sanity checks */
4281         mutex_lock(&wq->mutex);
4282         for_each_pwq(pwq, wq) {
4283                 int i;
4284
4285                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4286                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4287                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4288                                 return;
4289                         }
4290                 }
4291
4292                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4293                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4294                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4295                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4296                         return;
4297                 }
4298         }
4299         mutex_unlock(&wq->mutex);
4300
4301         /*
4302          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4303          * flushing is complete in case freeze races us.
4304          */
4305         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4306         list_del_init(&wq->list);
4307         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4308
4309         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4310
4311         if (wq->rescuer) {
4312                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4313                 kfree(wq->rescuer);
4314                 wq->rescuer = NULL;
4315         }
4316
4317         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4318                 /*
4319                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4320                  * free the pwqs and wq.
4321                  */
4322                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4323                 kfree(wq);
4324         } else {
4325                 /*
4326                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4327                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4328                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4329                  */
4330                 for_each_node(node) {
4331                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4332                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4333                         put_pwq_unlocked(pwq);
4334                 }
4335
4336                 /*
4337                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4338                  * put.  Don't access it afterwards.
4339                  */
4340                 pwq = wq->dfl_pwq;
4341                 wq->dfl_pwq = NULL;
4342                 put_pwq_unlocked(pwq);
4343         }
4344 }
4345 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4346
4347 /**
4348  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4349  * @wq: target workqueue
4350  * @max_active: new max_active value.
4351  *
4352  * Set max_active of @wq to @max_active.
4353  *
4354  * CONTEXT:
4355  * Don't call from IRQ context.
4356  */
4357 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4358 {
4359         struct pool_workqueue *pwq;
4360
4361         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4362         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4363                 return;
4364
4365         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4366
4367         mutex_lock(&wq->mutex);
4368
4369         wq->saved_max_active = max_active;
4370
4371         for_each_pwq(pwq, wq)
4372                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4373
4374         mutex_unlock(&wq->mutex);
4375 }
4376 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4377
4378 /**
4379  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4380  *
4381  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4382  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4383  *
4384  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4385  */
4386 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4387 {
4388         struct worker *worker = current_wq_worker();
4389
4390         return worker && worker->rescue_wq;
4391 }
4392
4393 /**
4394  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4395  * @cpu: CPU in question
4396  * @wq: target workqueue
4397  *
4398  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4399  * no synchronization around this function and the test result is
4400  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4401  *
4402  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4403  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4404  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4405  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4406  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4407  *
4408  * Return:
4409  * %true if congested, %false otherwise.
4410  */
4411 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4412 {
4413         struct pool_workqueue *pwq;
4414         bool ret;
4415
4416         rcu_read_lock_sched();
4417
4418         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4419                 cpu = smp_processor_id();
4420
4421         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4422                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4423         else
4424                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4425
4426         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4427         rcu_read_unlock_sched();
4428
4429         return ret;
4430 }
4431 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4432
4433 /**
4434  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4435  * @work: the work to be tested
4436  *
4437  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4438  * synchronization around this function and the test result is
4439  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4440  *
4441  * Return:
4442  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4443  */
4444 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4445 {
4446         struct worker_pool *pool;
4447         unsigned long flags;
4448         unsigned int ret = 0;
4449
4450         if (work_pending(work))
4451                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4452
4453         local_irq_save(flags);
4454         pool = get_work_pool(work);
4455         if (pool) {
4456                 spin_lock(&pool->lock);
4457                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4458                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4459                 spin_unlock(&pool->lock);
4460         }
4461         local_irq_restore(flags);
4462
4463         return ret;
4464 }
4465 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4466
4467 /**
4468  * set_worker_desc - set description for the current work item
4469  * @fmt: printf-style format string
4470  * @...: arguments for the format string
4471  *
4472  * This function can be called by a running work function to describe what
4473  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4474  * information will be printed out together to help debugging.  The
4475  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4476  */
4477 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4478 {
4479         struct worker *worker = current_wq_worker();
4480         va_list args;
4481
4482         if (worker) {
4483                 va_start(args, fmt);
4484                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4485                 va_end(args);
4486                 worker->desc_valid = true;
4487         }
4488 }
4489
4490 /**
4491  * print_worker_info - print out worker information and description
4492  * @log_lvl: the log level to use when printing
4493  * @task: target task
4494  *
4495  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4496  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4497  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4498  *
4499  * This function can be safely called on any task as long as the
4500  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4501  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4502  */
4503 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4504 {
4505         work_func_t *fn = NULL;
4506         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4507         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4508         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4509         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4510         bool desc_valid = false;
4511         struct worker *worker;
4512
4513         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4514                 return;
4515
4516         /*
4517          * This function is called without any synchronization and @task
4518          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4519          */
4520         worker = probe_kthread_data(task);
4521
4522         /*
4523          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4524          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4525          */
4526         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4527         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4528         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4529         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4530
4531         /* copy worker description */
4532         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4533         if (desc_valid)
4534                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4535
4536         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4537                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4538                 if (desc[0])
4539                         pr_cont(" (%s)", desc);
4540                 pr_cont("\n");
4541         }
4542 }
4543
4544 /*
4545  * CPU hotplug.
4546  *
4547  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4548  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4549  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4550  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4551  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4552  * blocked draining impractical.
4553  *
4554  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4555  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4556  * cpu comes back online.
4557  */
4558
4559 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4560 {
4561         int cpu = smp_processor_id();
4562         struct worker_pool *pool;
4563         struct worker *worker;
4564         int wi;
4565
4566         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4567                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4568
4569                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4570                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4571
4572                 /*
4573                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4574                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4575                  * except for the ones which are still executing works from
4576                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4577                  * this, they may become diasporas.
4578                  */
4579                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4580                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4581
4582                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4583
4584                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4585                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4586
4587                 /*
4588                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4589                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4590                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4591                  * from other cpus.
4592                  */
4593                 schedule();
4594
4595                 /*
4596                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4597                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4598                  * and keep_working() are always true as long as the
4599                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4600                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4601                  * are served by workers tied to the pool.
4602                  */
4603                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4604
4605                 /*
4606                  * With concurrency management just turned off, a busy
4607                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4608                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4609                  */
4610                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4611                 wake_up_worker(pool);
4612                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4613         }
4614 }
4615
4616 /**
4617  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4618  * @pool: pool of interest
4619  *
4620  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4621  */
4622 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4623 {
4624         struct worker *worker;
4625         int wi;
4626
4627         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4628
4629         /*
4630          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4631          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4632          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4633          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4634          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4635          */
4636         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4637                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4638                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4639
4640         spin_lock_irq(&pool->lock);
4641
4642         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4643                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4644
4645                 /*
4646                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4647                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4648                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4649                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4650                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4651                  * be bound before @pool->lock is released.
4652                  */
4653                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4654                         wake_up_process(worker->task);
4655
4656                 /*
4657                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4658                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4659                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4660                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4661                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4662                  * concurrency management.  Note that when or whether
4663                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4664                  *
4665                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4666                  * tested without holding any lock in
4667                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4668                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4669                  * management operations.
4670                  */
4671                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4672                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4673                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4674                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4675         }
4676
4677         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4678 }
4679
4680 /**
4681  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4682  * @pool: unbound pool of interest
4683  * @cpu: the CPU which is coming up
4684  *
4685  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4686  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4687  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4688  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4689  */
4690 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4691 {
4692         static cpumask_t cpumask;
4693         struct worker *worker;
4694         int wi;
4695
4696         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4697
4698         /* is @cpu allowed for @pool? */
4699         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4700                 return;
4701
4702         /* is @cpu the only online CPU? */
4703         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4704         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4705                 return;
4706
4707         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4708         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4709                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4710                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4711 }
4712
4713 /*
4714  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4715  * This will be registered high priority CPU notifier.
4716  */
4717 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4718                                                unsigned long action,
4719                                                void *hcpu)
4720 {
4721         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4722         struct worker_pool *pool;
4723         struct workqueue_struct *wq;
4724         int pi;
4725
4726         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4727         case CPU_UP_PREPARE:
4728                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4729                         if (pool->nr_workers)
4730                                 continue;
4731                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4732                                 return NOTIFY_BAD;
4733                 }
4734                 break;
4735
4736         case CPU_DOWN_FAILED:
4737         case CPU_ONLINE:
4738                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4739
4740                 for_each_pool(pool, pi) {
4741                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4742
4743                         if (pool->cpu == cpu) {
4744                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4745                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4746                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4747
4748                                 rebind_workers(pool);
4749                         } else if (pool->cpu < 0) {
4750                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4751                         }
4752
4753                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4754                 }
4755
4756                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4757                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4758                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4759
4760                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4761                 break;
4762         }
4763         return NOTIFY_OK;
4764 }
4765
4766 /*
4767  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4768  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4769  */
4770 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4771                                                  unsigned long action,
4772                                                  void *hcpu)
4773 {
4774         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4775         struct work_struct unbind_work;
4776         struct workqueue_struct *wq;
4777
4778         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4779         case CPU_DOWN_PREPARE:
4780                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4781                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4782                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4783
4784                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4785                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4786                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4787                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4788                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4789
4790                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4791                 flush_work(&unbind_work);
4792                 break;
4793         }
4794         return NOTIFY_OK;
4795 }
4796
4797 #ifdef CONFIG_SMP
4798
4799 struct work_for_cpu {
4800         struct work_struct work;
4801         long (*fn)(void *);
4802         void *arg;
4803         long ret;
4804 };
4805
4806 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4807 {
4808         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4809
4810         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4811 }
4812
4813 /**
4814  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4815  * @cpu: the cpu to run on
4816  * @fn: the function to run
4817  * @arg: the function arg
4818  *
4819  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4820  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4821  *
4822  * Return: The value @fn returns.
4823  */
4824 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4825 {
4826         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4827
4828         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4829         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4830         flush_work(&wfc.work);
4831         return wfc.ret;
4832 }
4833 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4834 #endif /* CONFIG_SMP */
4835
4836 #ifdef CONFIG_FREEZER
4837
4838 /**
4839  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4840  *
4841  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4842  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4843  * pool->worklist.
4844  *
4845  * CONTEXT:
4846  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4847  */
4848 void freeze_workqueues_begin(void)
4849 {
4850         struct worker_pool *pool;
4851         struct workqueue_struct *wq;
4852         struct pool_workqueue *pwq;
4853         int pi;
4854
4855         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4856
4857         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4858         workqueue_freezing = true;
4859
4860         /* set FREEZING */
4861         for_each_pool(pool, pi) {
4862                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4863                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4864                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4865                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4866         }
4867
4868         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4869                 mutex_lock(&wq->mutex);
4870                 for_each_pwq(pwq, wq)
4871                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4872                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4873         }
4874
4875         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4876 }
4877
4878 /**
4879  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4880  *
4881  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4882  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4883  *
4884  * CONTEXT:
4885  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4886  *
4887  * Return:
4888  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4889  * is complete.
4890  */
4891 bool freeze_workqueues_busy(void)
4892 {
4893         bool busy = false;
4894         struct workqueue_struct *wq;
4895         struct pool_workqueue *pwq;
4896
4897         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4898
4899         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4900
4901         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4902                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4903                         continue;
4904                 /*
4905                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4906                  * to peek without lock.
4907                  */
4908                 rcu_read_lock_sched();
4909                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4910                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4911                         if (pwq->nr_active) {
4912                                 busy = true;
4913                                 rcu_read_unlock_sched();
4914                                 goto out_unlock;
4915                         }
4916                 }
4917                 rcu_read_unlock_sched();
4918         }
4919 out_unlock:
4920         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4921         return busy;
4922 }
4923
4924 /**
4925  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4926  *
4927  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4928  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4929  *
4930  * CONTEXT:
4931  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4932  */
4933 void thaw_workqueues(void)
4934 {
4935         struct workqueue_struct *wq;
4936         struct pool_workqueue *pwq;
4937         struct worker_pool *pool;
4938         int pi;
4939
4940         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4941
4942         if (!workqueue_freezing)
4943                 goto out_unlock;
4944
4945         /* clear FREEZING */
4946         for_each_pool(pool, pi) {
4947                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4948                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4949                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4950                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4951         }
4952
4953         /* restore max_active and repopulate worklist */
4954         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4955                 mutex_lock(&wq->mutex);
4956                 for_each_pwq(pwq, wq)
4957                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4958                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4959         }
4960
4961         workqueue_freezing = false;
4962 out_unlock:
4963         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4964 }
4965 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4966
4967 static void __init wq_numa_init(void)
4968 {
4969         cpumask_var_t *tbl;
4970         int node, cpu;
4971
4972         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4973         for_each_node(node)
4974                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4975
4976         if (num_possible_nodes() <= 1)
4977                 return;
4978
4979         if (wq_disable_numa) {
4980                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4981                 return;
4982         }
4983
4984         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4985         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4986
4987         /*
4988          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
4989          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
4990          * fully initialized by now.
4991          */
4992         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
4993         BUG_ON(!tbl);
4994
4995         for_each_node(node)
4996                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
4997                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
4998
4999         for_each_possible_cpu(cpu) {
5000                 node = cpu_to_node(cpu);
5001                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5002                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5003                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5004                         return;
5005                 }
5006                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5007         }
5008
5009         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5010         wq_numa_enabled = true;
5011 }
5012
5013 static int __init init_workqueues(void)
5014 {
5015         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5016         int i, cpu;
5017
5018         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5019
5020         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5021
5022         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5023         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5024
5025         wq_numa_init();
5026
5027         /* initialize CPU pools */
5028         for_each_possible_cpu(cpu) {
5029                 struct worker_pool *pool;
5030
5031                 i = 0;
5032                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5033                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5034                         pool->cpu = cpu;
5035                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5036                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5037                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5038
5039                         /* alloc pool ID */
5040                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5041                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5042                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5043                 }
5044         }
5045
5046         /* create the initial worker */
5047         for_each_online_cpu(cpu) {
5048                 struct worker_pool *pool;
5049
5050                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5051                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5052                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5053                 }
5054         }
5055
5056         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5057         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5058                 struct workqueue_attrs *attrs;
5059
5060                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5061                 attrs->nice = std_nice[i];
5062                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5063
5064                 /*
5065                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5066                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5067                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5068                  */
5069                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5070                 attrs->nice = std_nice[i];
5071                 attrs->no_numa = true;
5072                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5073         }
5074
5075         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5076         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5077         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5078         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5079                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5080         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5081                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5082         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5083                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5084         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5085                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5086                                               0);
5087         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5088                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5089                !system_power_efficient_wq ||
5090                !system_freezable_power_efficient_wq);
5091         return 0;
5092 }
5093 early_initcall(init_workqueues);