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