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