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