]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/workqueue.c
Merge remote-tracking branch 'workqueues/for-next'
[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 are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * manager_mutex to avoid changing binding state while
69          * create_worker() is in progress.
70          */
71         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
72         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
73         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
74
75         /* worker flags */
76         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
77         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
78         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
79         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
80         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
81         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
82         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
83
84         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
85                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
86
87         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
88
89         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
90         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
91
92         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
93         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
94
95         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
96                                                 /* call for help after 10ms
97                                                    (min two ticks) */
98         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
99         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
100
101         /*
102          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
103          * all cpus.  Give -20.
104          */
105         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
106         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
107
108         WQ_NAME_LEN             = 24,
109 };
110
111 /*
112  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
113  *
114  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
115  *    everyone else.
116  *
117  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
118  *    only be modified and accessed from the local cpu.
119  *
120  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
121  *
122  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
123  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
124  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
125  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
126  *
127  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
128  *     locks.  Reads can happen under either lock.
129  *
130  * PL: wq_pool_mutex protected.
131  *
132  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
133  *
134  * WQ: wq->mutex protected.
135  *
136  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
137  *
138  * MD: wq_mayday_lock protected.
139  */
140
141 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
142
143 struct worker_pool {
144         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
145         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
146         int                     node;           /* I: the associated node ID */
147         int                     id;             /* I: pool ID */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149
150         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
151         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
152
153         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
154         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
155
156         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
157         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
158         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
159
160         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
161         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
162                                                 /* L: hash of busy workers */
163
164         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
165         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
166         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
167         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
168
169         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
170         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
171         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
172
173         /*
174          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
175          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
176          * cacheline.
177          */
178         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180         /*
181          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
182          * from get_work_pool().
183          */
184         struct rcu_head         rcu;
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 /*
188  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
189  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
190  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
191  * number of flag bits.
192  */
193 struct pool_workqueue {
194         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
195         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
196         int                     work_color;     /* L: current color */
197         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
198         int                     refcnt;         /* L: reference count */
199         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
200                                                 /* L: nr of in_flight works */
201         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
202         int                     max_active;     /* L: max active works */
203         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
204         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
205         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
206
207         /*
208          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
209          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
210          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
211          * determined without grabbing wq->mutex.
212          */
213         struct work_struct      unbound_release_work;
214         struct rcu_head         rcu;
215 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
216
217 /*
218  * Structure used to wait for workqueue flush.
219  */
220 struct wq_flusher {
221         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
222         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
223         struct completion       done;           /* flush completion */
224 };
225
226 struct wq_device;
227
228 /*
229  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
230  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
231  */
232 struct workqueue_struct {
233         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
234         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
235
236         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
237         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
238         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
239         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
240         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
241         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
242         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
243
244         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
245         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
246
247         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
248         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
249
250         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
251         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
252
253 #ifdef CONFIG_SYSFS
254         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
255 #endif
256 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
257         struct lockdep_map      lockdep_map;
258 #endif
259         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
260
261         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
262         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
263         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
264         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
265 };
266
267 static struct kmem_cache *pwq_cache;
268
269 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
270 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
271                                         /* possible CPUs of each node */
272
273 static bool wq_disable_numa;
274 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
275
276 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
277 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
278 static bool wq_power_efficient = true;
279 #else
280 static bool wq_power_efficient;
281 #endif
282
283 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
284
285 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
286
287 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
288 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
289
290 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
291 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
292
293 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
294 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
295
296 /* the per-cpu worker pools */
297 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
298                                      cpu_worker_pools);
299
300 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
301
302 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
303 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
304
305 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
306 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
307
308 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
309 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
310
311 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
312 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
313 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
315 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
317 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
319 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
321 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
323 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
325
326 static int worker_thread(void *__worker);
327 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
328                                  const struct workqueue_attrs *from);
329
330 #define CREATE_TRACE_POINTS
331 #include <trace/events/workqueue.h>
332
333 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
334         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
335                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
336                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
337
338 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
339         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
340                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
341                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
342
343 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
344 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
345         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
346                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
347                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
348                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
349 #else
350 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
351 #endif
352
353 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
354         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
355              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
356              (pool)++)
357
358 /**
359  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
360  * @pool: iteration cursor
361  * @pi: integer used for iteration
362  *
363  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
364  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
365  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
366  *
367  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
368  * ignored.
369  */
370 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
371         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
372                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
373                 else
374
375 /**
376  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
377  * @worker: iteration cursor
378  * @wi: integer used for iteration
379  * @pool: worker_pool to iterate workers of
380  *
381  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
382  *
383  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
384  * ignored.
385  */
386 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
387         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
388                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
389                 else
390
391 /**
392  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
393  * @pwq: iteration cursor
394  * @wq: the target workqueue
395  *
396  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
397  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
398  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
399  *
400  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
401  * ignored.
402  */
403 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
404         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
405                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
406                 else
407
408 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
409
410 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
411
412 static void *work_debug_hint(void *addr)
413 {
414         return ((struct work_struct *) addr)->func;
415 }
416
417 /*
418  * fixup_init is called when:
419  * - an active object is initialized
420  */
421 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
422 {
423         struct work_struct *work = addr;
424
425         switch (state) {
426         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
427                 cancel_work_sync(work);
428                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
429                 return 1;
430         default:
431                 return 0;
432         }
433 }
434
435 /*
436  * fixup_activate is called when:
437  * - an active object is activated
438  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
439  */
440 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445
446         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
447                 /*
448                  * This is not really a fixup. The work struct was
449                  * statically initialized. We just make sure that it
450                  * is tracked in the object tracker.
451                  */
452                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
453                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
454                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
455                         return 0;
456                 }
457                 WARN_ON_ONCE(1);
458                 return 0;
459
460         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
461                 WARN_ON(1);
462
463         default:
464                 return 0;
465         }
466 }
467
468 /*
469  * fixup_free is called when:
470  * - an active object is freed
471  */
472 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
473 {
474         struct work_struct *work = addr;
475
476         switch (state) {
477         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
478                 cancel_work_sync(work);
479                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
480                 return 1;
481         default:
482                 return 0;
483         }
484 }
485
486 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
487         .name           = "work_struct",
488         .debug_hint     = work_debug_hint,
489         .fixup_init     = work_fixup_init,
490         .fixup_activate = work_fixup_activate,
491         .fixup_free     = work_fixup_free,
492 };
493
494 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
495 {
496         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
497 }
498
499 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
500 {
501         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
502 }
503
504 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
505 {
506         if (onstack)
507                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
508         else
509                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
512
513 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
518
519 #else
520 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
521 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
522 #endif
523
524 /**
525  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
526  * @pool: the pool pointer of interest
527  *
528  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
529  * successfully, -errno on failure.
530  */
531 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
532 {
533         int ret;
534
535         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
536
537         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
538                         GFP_KERNEL);
539         if (ret >= 0) {
540                 pool->id = ret;
541                 return 0;
542         }
543         return ret;
544 }
545
546 /**
547  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
548  * @wq: the target workqueue
549  * @node: the node ID
550  *
551  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
552  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
553  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
554  *
555  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
556  */
557 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
558                                                   int node)
559 {
560         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
561         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
562 }
563
564 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
565 {
566         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
567 }
568
569 static int get_work_color(struct work_struct *work)
570 {
571         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
572                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
573 }
574
575 static int work_next_color(int color)
576 {
577         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
578 }
579
580 /*
581  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
582  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
583  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
584  *
585  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
586  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
587  * work->data.  These functions should only be called while the work is
588  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
589  *
590  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
591  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
592  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
593  * available only while the work item is queued.
594  *
595  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
596  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
597  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
598  * try to steal the PENDING bit.
599  */
600 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
601                                  unsigned long flags)
602 {
603         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
604         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
605 }
606
607 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
608                          unsigned long extra_flags)
609 {
610         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
611                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
612 }
613
614 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
615                                            int pool_id)
616 {
617         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
618                       WORK_STRUCT_PENDING);
619 }
620
621 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
622                                             int pool_id)
623 {
624         /*
625          * The following wmb is paired with the implied mb in
626          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
627          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
628          * owner.
629          */
630         smp_wmb();
631         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
632 }
633
634 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
635 {
636         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
637         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
638 }
639
640 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
641 {
642         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
643
644         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
645                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
646         else
647                 return NULL;
648 }
649
650 /**
651  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
652  * @work: the work item of interest
653  *
654  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
655  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
656  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
657  *
658  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
659  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
660  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
661  * returned pool is and stays online.
662  *
663  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
664  */
665 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
666 {
667         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
668         int pool_id;
669
670         assert_rcu_or_pool_mutex();
671
672         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
673                 return ((struct pool_workqueue *)
674                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
675
676         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
677         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
678                 return NULL;
679
680         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
681 }
682
683 /**
684  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
685  * @work: the work item of interest
686  *
687  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
688  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
689  */
690 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
691 {
692         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
693
694         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
695                 return ((struct pool_workqueue *)
696                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
697
698         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
699 }
700
701 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
702 {
703         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
704
705         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
706         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
707 }
708
709 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
710 {
711         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
712
713         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
714 }
715
716 /*
717  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
718  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
719  * they're being called with pool->lock held.
720  */
721
722 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
723 {
724         return !atomic_read(&pool->nr_running);
725 }
726
727 /*
728  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
729  * running workers.
730  *
731  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
732  * function will always return %true for unbound pools as long as the
733  * worklist isn't empty.
734  */
735 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
736 {
737         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
738 }
739
740 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
741 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
742 {
743         return pool->nr_idle;
744 }
745
746 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
747 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
748 {
749         return !list_empty(&pool->worklist) &&
750                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
751 }
752
753 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
754 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
755 {
756         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
757 }
758
759 /* Do I need to be the manager? */
760 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
761 {
762         return need_to_create_worker(pool) ||
763                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
764 }
765
766 /* Do we have too many workers and should some go away? */
767 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
768 {
769         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
770         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
771         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
772
773         /*
774          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
775          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
776          */
777         if (list_empty(&pool->idle_list))
778                 return false;
779
780         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
781 }
782
783 /*
784  * Wake up functions.
785  */
786
787 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
788 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
789 {
790         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
791                 return NULL;
792
793         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
794 }
795
796 /**
797  * wake_up_worker - wake up an idle worker
798  * @pool: worker pool to wake worker from
799  *
800  * Wake up the first idle worker of @pool.
801  *
802  * CONTEXT:
803  * spin_lock_irq(pool->lock).
804  */
805 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
806 {
807         struct worker *worker = first_worker(pool);
808
809         if (likely(worker))
810                 wake_up_process(worker->task);
811 }
812
813 /**
814  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
815  * @task: task waking up
816  * @cpu: CPU @task is waking up to
817  *
818  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
819  * being awoken.
820  *
821  * CONTEXT:
822  * spin_lock_irq(rq->lock)
823  */
824 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
825 {
826         struct worker *worker = kthread_data(task);
827
828         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
829                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
830                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
831         }
832 }
833
834 /**
835  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
836  * @task: task going to sleep
837  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
838  *
839  * This function is called during schedule() when a busy worker is
840  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
841  * returning pointer to its task.
842  *
843  * CONTEXT:
844  * spin_lock_irq(rq->lock)
845  *
846  * Return:
847  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
848  */
849 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
850 {
851         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
852         struct worker_pool *pool;
853
854         /*
855          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
856          * workers, also reach here, let's not access anything before
857          * checking NOT_RUNNING.
858          */
859         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
860                 return NULL;
861
862         pool = worker->pool;
863
864         /* this can only happen on the local cpu */
865         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
866                 return NULL;
867
868         /*
869          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
870          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
871          * Please read comment there.
872          *
873          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
874          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
875          * disabled, which in turn means that none else could be
876          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
877          * lock is safe.
878          */
879         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
880             !list_empty(&pool->worklist))
881                 to_wakeup = first_worker(pool);
882         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
883 }
884
885 /**
886  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
887  * @worker: self
888  * @flags: flags to set
889  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
890  *
891  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
892  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
893  * woken up.
894  *
895  * CONTEXT:
896  * spin_lock_irq(pool->lock)
897  */
898 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
899                                     bool wakeup)
900 {
901         struct worker_pool *pool = worker->pool;
902
903         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
904
905         /*
906          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
907          * wake up an idle worker as necessary if requested by
908          * @wakeup.
909          */
910         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
911             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
912                 if (wakeup) {
913                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
914                             !list_empty(&pool->worklist))
915                                 wake_up_worker(pool);
916                 } else
917                         atomic_dec(&pool->nr_running);
918         }
919
920         worker->flags |= flags;
921 }
922
923 /**
924  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
925  * @worker: self
926  * @flags: flags to clear
927  *
928  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
929  *
930  * CONTEXT:
931  * spin_lock_irq(pool->lock)
932  */
933 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
934 {
935         struct worker_pool *pool = worker->pool;
936         unsigned int oflags = worker->flags;
937
938         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
939
940         worker->flags &= ~flags;
941
942         /*
943          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
944          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
945          * of multiple flags, not a single flag.
946          */
947         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
948                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
949                         atomic_inc(&pool->nr_running);
950 }
951
952 /**
953  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
954  * @pool: pool of interest
955  * @work: work to find worker for
956  *
957  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
958  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
959  * to match, its current execution should match the address of @work and
960  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
961  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
962  * being executed.
963  *
964  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
965  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
966  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
967  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
968  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
969  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
970  *
971  * This function checks the work item address and work function to avoid
972  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
973  * work function which can introduce dependency onto itself through a
974  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
975  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
976  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
977  *
978  * CONTEXT:
979  * spin_lock_irq(pool->lock).
980  *
981  * Return:
982  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
983  * otherwise.
984  */
985 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
986                                                  struct work_struct *work)
987 {
988         struct worker *worker;
989
990         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
991                                (unsigned long)work)
992                 if (worker->current_work == work &&
993                     worker->current_func == work->func)
994                         return worker;
995
996         return NULL;
997 }
998
999 /**
1000  * move_linked_works - move linked works to a list
1001  * @work: start of series of works to be scheduled
1002  * @head: target list to append @work to
1003  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1004  *
1005  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1006  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1007  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1008  *
1009  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1010  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1011  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1012  *
1013  * CONTEXT:
1014  * spin_lock_irq(pool->lock).
1015  */
1016 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1017                               struct work_struct **nextp)
1018 {
1019         struct work_struct *n;
1020
1021         /*
1022          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1023          * use NULL for list head.
1024          */
1025         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1026                 list_move_tail(&work->entry, head);
1027                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1028                         break;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1033          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1034          * needs to be updated.
1035          */
1036         if (nextp)
1037                 *nextp = n;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1042  * @pwq: pool_workqueue to get
1043  *
1044  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1045  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1046  */
1047 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1048 {
1049         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1050         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1051         pwq->refcnt++;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1056  * @pwq: pool_workqueue to put
1057  *
1058  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1059  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1060  */
1061 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1062 {
1063         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1064         if (likely(--pwq->refcnt))
1065                 return;
1066         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1067                 return;
1068         /*
1069          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1070          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1071          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1072          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1073          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1074          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1075          */
1076         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1077 }
1078
1079 /**
1080  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1081  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1082  *
1083  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1084  */
1085 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1086 {
1087         if (pwq) {
1088                 /*
1089                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1090                  * following lock operations are safe.
1091                  */
1092                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1093                 put_pwq(pwq);
1094                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1095         }
1096 }
1097
1098 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1099 {
1100         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1101
1102         trace_workqueue_activate_work(work);
1103         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1104         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1105         pwq->nr_active++;
1106 }
1107
1108 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1109 {
1110         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1111                                                     struct work_struct, entry);
1112
1113         pwq_activate_delayed_work(work);
1114 }
1115
1116 /**
1117  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1118  * @pwq: pwq of interest
1119  * @color: color of work which left the queue
1120  *
1121  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1122  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1123  *
1124  * CONTEXT:
1125  * spin_lock_irq(pool->lock).
1126  */
1127 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1128 {
1129         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1130         if (color == WORK_NO_COLOR)
1131                 goto out_put;
1132
1133         pwq->nr_in_flight[color]--;
1134
1135         pwq->nr_active--;
1136         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1137                 /* one down, submit a delayed one */
1138                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1139                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1140         }
1141
1142         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1143         if (likely(pwq->flush_color != color))
1144                 goto out_put;
1145
1146         /* are there still in-flight works? */
1147         if (pwq->nr_in_flight[color])
1148                 goto out_put;
1149
1150         /* this pwq is done, clear flush_color */
1151         pwq->flush_color = -1;
1152
1153         /*
1154          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1155          * will handle the rest.
1156          */
1157         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1158                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1159 out_put:
1160         put_pwq(pwq);
1161 }
1162
1163 /**
1164  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1165  * @work: work item to steal
1166  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1167  * @flags: place to store irq state
1168  *
1169  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1170  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1171  *
1172  * Return:
1173  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1174  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1175  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1176  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1177  *              for arbitrarily long
1178  *
1179  * Note:
1180  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1181  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1182  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1183  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1184  *
1185  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1186  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1187  *
1188  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1189  */
1190 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1191                                unsigned long *flags)
1192 {
1193         struct worker_pool *pool;
1194         struct pool_workqueue *pwq;
1195
1196         local_irq_save(*flags);
1197
1198         /* try to steal the timer if it exists */
1199         if (is_dwork) {
1200                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1201
1202                 /*
1203                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1204                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1205                  * running on the local CPU.
1206                  */
1207                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1208                         return 1;
1209         }
1210
1211         /* try to claim PENDING the normal way */
1212         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1213                 return 0;
1214
1215         /*
1216          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1217          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1218          */
1219         pool = get_work_pool(work);
1220         if (!pool)
1221                 goto fail;
1222
1223         spin_lock(&pool->lock);
1224         /*
1225          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1226          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1227          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1228          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1229          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1230          * item is currently queued on that pool.
1231          */
1232         pwq = get_work_pwq(work);
1233         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1234                 debug_work_deactivate(work);
1235
1236                 /*
1237                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1238                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1239                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1240                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1241                  * item is activated before grabbing.
1242                  */
1243                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1244                         pwq_activate_delayed_work(work);
1245
1246                 list_del_init(&work->entry);
1247                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1248
1249                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1250                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1251
1252                 spin_unlock(&pool->lock);
1253                 return 1;
1254         }
1255         spin_unlock(&pool->lock);
1256 fail:
1257         local_irq_restore(*flags);
1258         if (work_is_canceling(work))
1259                 return -ENOENT;
1260         cpu_relax();
1261         return -EAGAIN;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * insert_work - insert a work into a pool
1266  * @pwq: pwq @work belongs to
1267  * @work: work to insert
1268  * @head: insertion point
1269  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1270  *
1271  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1272  * work_struct flags.
1273  *
1274  * CONTEXT:
1275  * spin_lock_irq(pool->lock).
1276  */
1277 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1278                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1279 {
1280         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1281
1282         /* we own @work, set data and link */
1283         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1284         list_add_tail(&work->entry, head);
1285         get_pwq(pwq);
1286
1287         /*
1288          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1289          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1290          * around lazily while there are works to be processed.
1291          */
1292         smp_mb();
1293
1294         if (__need_more_worker(pool))
1295                 wake_up_worker(pool);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1300  * same workqueue.
1301  */
1302 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1303 {
1304         struct worker *worker;
1305
1306         worker = current_wq_worker();
1307         /*
1308          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1309          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1310          */
1311         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1312 }
1313
1314 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1315                          struct work_struct *work)
1316 {
1317         struct pool_workqueue *pwq;
1318         struct worker_pool *last_pool;
1319         struct list_head *worklist;
1320         unsigned int work_flags;
1321         unsigned int req_cpu = cpu;
1322
1323         /*
1324          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1325          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1326          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1327          * happen with IRQ disabled.
1328          */
1329         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1330
1331         debug_work_activate(work);
1332
1333         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1334         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1335             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1336                 return;
1337 retry:
1338         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1339                 cpu = raw_smp_processor_id();
1340
1341         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1342         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1343                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1344         else
1345                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1346
1347         /*
1348          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1349          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1350          * pool to guarantee non-reentrancy.
1351          */
1352         last_pool = get_work_pool(work);
1353         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1354                 struct worker *worker;
1355
1356                 spin_lock(&last_pool->lock);
1357
1358                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1359
1360                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1361                         pwq = worker->current_pwq;
1362                 } else {
1363                         /* meh... not running there, queue here */
1364                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1365                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1366                 }
1367         } else {
1368                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1369         }
1370
1371         /*
1372          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1373          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1374          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1375          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1376          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1377          * make forward-progress.
1378          */
1379         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1380                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1381                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1382                         cpu_relax();
1383                         goto retry;
1384                 }
1385                 /* oops */
1386                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1387                           wq->name, cpu);
1388         }
1389
1390         /* pwq determined, queue */
1391         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1392
1393         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1394                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1395                 return;
1396         }
1397
1398         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1399         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1400
1401         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1402                 trace_workqueue_activate_work(work);
1403                 pwq->nr_active++;
1404                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1405         } else {
1406                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1407                 worklist = &pwq->delayed_works;
1408         }
1409
1410         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1411
1412         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1413 }
1414
1415 /**
1416  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1417  * @cpu: CPU number to execute work on
1418  * @wq: workqueue to use
1419  * @work: work to queue
1420  *
1421  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1422  * can't go away.
1423  *
1424  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1425  */
1426 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1427                    struct work_struct *work)
1428 {
1429         bool ret = false;
1430         unsigned long flags;
1431
1432         local_irq_save(flags);
1433
1434         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1435                 __queue_work(cpu, wq, work);
1436                 ret = true;
1437         }
1438
1439         local_irq_restore(flags);
1440         return ret;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1443
1444 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1445 {
1446         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1447
1448         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1449         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1452
1453 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1454                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1455 {
1456         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1457         struct work_struct *work = &dwork->work;
1458
1459         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1460                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1461         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1462         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1463
1464         /*
1465          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1466          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1467          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1468          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1469          */
1470         if (!delay) {
1471                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1472                 return;
1473         }
1474
1475         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1476
1477         dwork->wq = wq;
1478         dwork->cpu = cpu;
1479         timer->expires = jiffies + delay;
1480
1481         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1482                 add_timer_on(timer, cpu);
1483         else
1484                 add_timer(timer);
1485 }
1486
1487 /**
1488  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1489  * @cpu: CPU number to execute work on
1490  * @wq: workqueue to use
1491  * @dwork: work to queue
1492  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1493  *
1494  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1495  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1496  * execution.
1497  */
1498 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1499                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1500 {
1501         struct work_struct *work = &dwork->work;
1502         bool ret = false;
1503         unsigned long flags;
1504
1505         /* read the comment in __queue_work() */
1506         local_irq_save(flags);
1507
1508         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1509                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1510                 ret = true;
1511         }
1512
1513         local_irq_restore(flags);
1514         return ret;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1517
1518 /**
1519  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1520  * @cpu: CPU number to execute work on
1521  * @wq: workqueue to use
1522  * @dwork: work to queue
1523  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1524  *
1525  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1526  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1527  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1528  * current state.
1529  *
1530  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1531  * pending and its timer was modified.
1532  *
1533  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1534  * See try_to_grab_pending() for details.
1535  */
1536 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1537                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         int ret;
1541
1542         do {
1543                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1544         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1545
1546         if (likely(ret >= 0)) {
1547                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1548                 local_irq_restore(flags);
1549         }
1550
1551         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1552         return ret;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1555
1556 /**
1557  * worker_enter_idle - enter idle state
1558  * @worker: worker which is entering idle state
1559  *
1560  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1561  * necessary.
1562  *
1563  * LOCKING:
1564  * spin_lock_irq(pool->lock).
1565  */
1566 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1567 {
1568         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1569
1570         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1571             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1572                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1573                 return;
1574
1575         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1576         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1577         pool->nr_idle++;
1578         worker->last_active = jiffies;
1579
1580         /* idle_list is LIFO */
1581         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1582
1583         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1584                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1585
1586         /*
1587          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1588          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1589          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1590          * unbind is not in progress.
1591          */
1592         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1593                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1594                      atomic_read(&pool->nr_running));
1595 }
1596
1597 /**
1598  * worker_leave_idle - leave idle state
1599  * @worker: worker which is leaving idle state
1600  *
1601  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1602  *
1603  * LOCKING:
1604  * spin_lock_irq(pool->lock).
1605  */
1606 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1607 {
1608         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1609
1610         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1611                 return;
1612         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1613         pool->nr_idle--;
1614         list_del_init(&worker->entry);
1615 }
1616
1617 /**
1618  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1619  * @pool: target worker_pool
1620  *
1621  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1622  *
1623  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1624  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1625  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1626  * guaranteed to execute on the cpu.
1627  *
1628  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1629  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1630  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1631  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1632  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1633  * [dis]associated in the meantime.
1634  *
1635  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1636  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1637  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1638  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1639  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1640  *
1641  * CONTEXT:
1642  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1643  * held.
1644  *
1645  * Return:
1646  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1647  * bound), %false if offline.
1648  */
1649 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1650 __acquires(&pool->lock)
1651 {
1652         while (true) {
1653                 /*
1654                  * The following call may fail, succeed or succeed
1655                  * without actually migrating the task to the cpu if
1656                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1657                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1658                  */
1659                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1660                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1661
1662                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1663                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1664                         return false;
1665                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1666                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1667                         return true;
1668                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1669
1670                 /*
1671                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1672                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1673                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1674                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1675                  */
1676                 cpu_relax();
1677                 cond_resched();
1678         }
1679 }
1680
1681 static struct worker *alloc_worker(void)
1682 {
1683         struct worker *worker;
1684
1685         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1686         if (worker) {
1687                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1688                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1689                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1690                 worker->flags = WORKER_PREP;
1691         }
1692         return worker;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * create_worker - create a new workqueue worker
1697  * @pool: pool the new worker will belong to
1698  *
1699  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1700  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1701  * destroy_worker().
1702  *
1703  * CONTEXT:
1704  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1705  *
1706  * Return:
1707  * Pointer to the newly created worker.
1708  */
1709 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1710 {
1711         struct worker *worker = NULL;
1712         int id = -1;
1713         char id_buf[16];
1714
1715         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1716
1717         /*
1718          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1719          * without installing the pointer.
1720          */
1721         idr_preload(GFP_KERNEL);
1722         spin_lock_irq(&pool->lock);
1723
1724         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1725
1726         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1727         idr_preload_end();
1728         if (id < 0)
1729                 goto fail;
1730
1731         worker = alloc_worker();
1732         if (!worker)
1733                 goto fail;
1734
1735         worker->pool = pool;
1736         worker->id = id;
1737
1738         if (pool->cpu >= 0)
1739                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1740                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1741         else
1742                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1743
1744         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1745                                               "kworker/%s", id_buf);
1746         if (IS_ERR(worker->task))
1747                 goto fail;
1748
1749         /*
1750          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1751          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1752          */
1753         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1754         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1755
1756         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1757         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1758
1759         /*
1760          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1761          * remains stable across this function.  See the comments above the
1762          * flag definition for details.
1763          */
1764         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1765                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1766
1767         /* successful, commit the pointer to idr */
1768         spin_lock_irq(&pool->lock);
1769         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1770         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1771
1772         return worker;
1773
1774 fail:
1775         if (id >= 0) {
1776                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1777                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1778                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1779         }
1780         kfree(worker);
1781         return NULL;
1782 }
1783
1784 /**
1785  * start_worker - start a newly created worker
1786  * @worker: worker to start
1787  *
1788  * Make the pool aware of @worker and start it.
1789  *
1790  * CONTEXT:
1791  * spin_lock_irq(pool->lock).
1792  */
1793 static void start_worker(struct worker *worker)
1794 {
1795         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1796         worker->pool->nr_workers++;
1797         worker_enter_idle(worker);
1798         wake_up_process(worker->task);
1799 }
1800
1801 /**
1802  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1803  * @pool: the target pool
1804  *
1805  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1806  *
1807  * Return: 0 on success. A negative error code otherwise.
1808  */
1809 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1810 {
1811         struct worker *worker;
1812
1813         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1814
1815         worker = create_worker(pool);
1816         if (worker) {
1817                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1818                 start_worker(worker);
1819                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1820         }
1821
1822         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1823
1824         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1825 }
1826
1827 /**
1828  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1829  * @worker: worker to be destroyed
1830  *
1831  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1832  *
1833  * CONTEXT:
1834  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1835  */
1836 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1837 {
1838         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1839
1840         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1841         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1842
1843         /* sanity check frenzy */
1844         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1845             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1846                 return;
1847
1848         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1849                 pool->nr_workers--;
1850         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1851                 pool->nr_idle--;
1852
1853         list_del_init(&worker->entry);
1854         worker->flags |= WORKER_DIE;
1855
1856         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1857
1858         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1859
1860         kthread_stop(worker->task);
1861         kfree(worker);
1862
1863         spin_lock_irq(&pool->lock);
1864 }
1865
1866 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1867 {
1868         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1869
1870         spin_lock_irq(&pool->lock);
1871
1872         if (too_many_workers(pool)) {
1873                 struct worker *worker;
1874                 unsigned long expires;
1875
1876                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1877                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1878                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1879
1880                 if (time_before(jiffies, expires))
1881                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1882                 else {
1883                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1884                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1885                         wake_up_worker(pool);
1886                 }
1887         }
1888
1889         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1890 }
1891
1892 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1893 {
1894         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1895         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1896
1897         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1898
1899         if (!wq->rescuer)
1900                 return;
1901
1902         /* mayday mayday mayday */
1903         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1904                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1905                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1906         }
1907 }
1908
1909 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1910 {
1911         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1912         struct work_struct *work;
1913
1914         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1915         spin_lock(&pool->lock);
1916
1917         if (need_to_create_worker(pool)) {
1918                 /*
1919                  * We've been trying to create a new worker but
1920                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1921                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1922                  * rescuers.
1923                  */
1924                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1925                         send_mayday(work);
1926         }
1927
1928         spin_unlock(&pool->lock);
1929         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1930
1931         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1932 }
1933
1934 /**
1935  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1936  * @pool: pool to create a new worker for
1937  *
1938  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1939  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1940  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1941  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1942  * possible allocation deadlock.
1943  *
1944  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1945  * may_start_working() %true.
1946  *
1947  * LOCKING:
1948  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1949  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1950  * manager.
1951  *
1952  * Return:
1953  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1954  * otherwise.
1955  */
1956 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1957 __releases(&pool->lock)
1958 __acquires(&pool->lock)
1959 {
1960         if (!need_to_create_worker(pool))
1961                 return false;
1962 restart:
1963         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1964
1965         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1966         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1967
1968         while (true) {
1969                 struct worker *worker;
1970
1971                 worker = create_worker(pool);
1972                 if (worker) {
1973                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1974                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1975                         start_worker(worker);
1976                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1977                                 goto restart;
1978                         return true;
1979                 }
1980
1981                 if (!need_to_create_worker(pool))
1982                         break;
1983
1984                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1985                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1986
1987                 if (!need_to_create_worker(pool))
1988                         break;
1989         }
1990
1991         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1992         spin_lock_irq(&pool->lock);
1993         if (need_to_create_worker(pool))
1994                 goto restart;
1995         return true;
1996 }
1997
1998 /**
1999  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
2000  * @pool: pool to destroy workers for
2001  *
2002  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2003  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2004  *
2005  * LOCKING:
2006  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2007  * multiple times.  Called only from manager.
2008  *
2009  * Return:
2010  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2011  * otherwise.
2012  */
2013 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2014 {
2015         bool ret = false;
2016
2017         while (too_many_workers(pool)) {
2018                 struct worker *worker;
2019                 unsigned long expires;
2020
2021                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2022                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2023
2024                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2025                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2026                         break;
2027                 }
2028
2029                 destroy_worker(worker);
2030                 ret = true;
2031         }
2032
2033         return ret;
2034 }
2035
2036 /**
2037  * manage_workers - manage worker pool
2038  * @worker: self
2039  *
2040  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2041  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2042  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2043  *
2044  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2045  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2046  * and may_start_working() is true.
2047  *
2048  * CONTEXT:
2049  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2050  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2051  *
2052  * Return:
2053  * %false if the pool don't need management and the caller can safely start
2054  * processing works, %true indicates that the function released pool->lock
2055  * and reacquired it to perform some management function and that the
2056  * conditions that the caller verified while holding the lock before
2057  * calling the function might no longer be true.
2058  */
2059 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2060 {
2061         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2062         bool ret = false;
2063
2064         /*
2065          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2066          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2067          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2068          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2069          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2070          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2071          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2072          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2073          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2074          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2075          *
2076          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2077          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2078          * of management operations, including creation and destruction of
2079          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2080          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2081          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2082          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2083          * manager_mutex.
2084          */
2085         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2086                 return ret;
2087
2088         /*
2089          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2090          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2091          */
2092         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2093                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2094                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2095                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2096                 ret = true;
2097         }
2098
2099         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2100
2101         /*
2102          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2103          * on return.
2104          */
2105         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2106         ret |= maybe_create_worker(pool);
2107
2108         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2109         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2110         return ret;
2111 }
2112
2113 /**
2114  * process_one_work - process single work
2115  * @worker: self
2116  * @work: work to process
2117  *
2118  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2119  * process a single work including synchronization against and
2120  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2121  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2122  * call this function to process a work.
2123  *
2124  * CONTEXT:
2125  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2126  */
2127 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2128 __releases(&pool->lock)
2129 __acquires(&pool->lock)
2130 {
2131         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2132         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2133         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2134         int work_color;
2135         struct worker *collision;
2136 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2137         /*
2138          * It is permissible to free the struct work_struct from
2139          * inside the function that is called from it, this we need to
2140          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2141          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2142          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2143          */
2144         struct lockdep_map lockdep_map;
2145
2146         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2147 #endif
2148         /*
2149          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2150          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2151          * unbound or a disassociated pool.
2152          */
2153         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2154                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2155                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2156
2157         /*
2158          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2159          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2160          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2161          * currently executing one.
2162          */
2163         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2164         if (unlikely(collision)) {
2165                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2166                 return;
2167         }
2168
2169         /* claim and dequeue */
2170         debug_work_deactivate(work);
2171         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2172         worker->current_work = work;
2173         worker->current_func = work->func;
2174         worker->current_pwq = pwq;
2175         work_color = get_work_color(work);
2176
2177         list_del_init(&work->entry);
2178
2179         /*
2180          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2181          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2182          */
2183         if (unlikely(cpu_intensive))
2184                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2185
2186         /*
2187          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2188          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2189          */
2190         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2191                 wake_up_worker(pool);
2192
2193         /*
2194          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2195          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2196          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2197          * disabled.
2198          */
2199         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2200
2201         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2202
2203         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2204         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2205         trace_workqueue_execute_start(work);
2206         worker->current_func(work);
2207         /*
2208          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2209          * point will only record its address.
2210          */
2211         trace_workqueue_execute_end(work);
2212         lock_map_release(&lockdep_map);
2213         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2214
2215         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2216                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2217                        "     last function: %pf\n",
2218                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2219                        worker->current_func);
2220                 debug_show_held_locks(current);
2221                 dump_stack();
2222         }
2223
2224         /*
2225          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2226          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2227          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2228          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2229          * stop_machine.
2230          */
2231         cond_resched();
2232
2233         spin_lock_irq(&pool->lock);
2234
2235         /* clear cpu intensive status */
2236         if (unlikely(cpu_intensive))
2237                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2238
2239         /* we're done with it, release */
2240         hash_del(&worker->hentry);
2241         worker->current_work = NULL;
2242         worker->current_func = NULL;
2243         worker->current_pwq = NULL;
2244         worker->desc_valid = false;
2245         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2246 }
2247
2248 /**
2249  * process_scheduled_works - process scheduled works
2250  * @worker: self
2251  *
2252  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2253  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2254  * fetches a work from the top and executes it.
2255  *
2256  * CONTEXT:
2257  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2258  * multiple times.
2259  */
2260 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2261 {
2262         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2263                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2264                                                 struct work_struct, entry);
2265                 process_one_work(worker, work);
2266         }
2267 }
2268
2269 /**
2270  * worker_thread - the worker thread function
2271  * @__worker: self
2272  *
2273  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2274  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2275  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2276  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2277  * will be explained in rescuer_thread().
2278  *
2279  * Return: 0
2280  */
2281 static int worker_thread(void *__worker)
2282 {
2283         struct worker *worker = __worker;
2284         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2285
2286         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2287         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2288 woke_up:
2289         spin_lock_irq(&pool->lock);
2290
2291         /* am I supposed to die? */
2292         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2293                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2294                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2295                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2296                 return 0;
2297         }
2298
2299         worker_leave_idle(worker);
2300 recheck:
2301         /* no more worker necessary? */
2302         if (!need_more_worker(pool))
2303                 goto sleep;
2304
2305         /* do we need to manage? */
2306         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2307                 goto recheck;
2308
2309         /*
2310          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2311          * preparing to process a work or actually processing it.
2312          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2313          */
2314         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2315
2316         /*
2317          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2318          * worker or that someone else has already assumed the manager
2319          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2320          * management if applicable and concurrency management is restored
2321          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2322          */
2323         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2324
2325         do {
2326                 struct work_struct *work =
2327                         list_first_entry(&pool->worklist,
2328                                          struct work_struct, entry);
2329
2330                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2331                         /* optimization path, not strictly necessary */
2332                         process_one_work(worker, work);
2333                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2334                                 process_scheduled_works(worker);
2335                 } else {
2336                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2337                         process_scheduled_works(worker);
2338                 }
2339         } while (keep_working(pool));
2340
2341         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2342 sleep:
2343         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2344                 goto recheck;
2345
2346         /*
2347          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2348          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2349          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2350          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2351          * event.
2352          */
2353         worker_enter_idle(worker);
2354         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2355         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2356         schedule();
2357         goto woke_up;
2358 }
2359
2360 /**
2361  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2362  * @__rescuer: self
2363  *
2364  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2365  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2366  *
2367  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2368  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2369  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2370  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2371  * the problem rescuer solves.
2372  *
2373  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2374  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2375  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2376  *
2377  * This should happen rarely.
2378  *
2379  * Return: 0
2380  */
2381 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2382 {
2383         struct worker *rescuer = __rescuer;
2384         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2385         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2386
2387         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2388
2389         /*
2390          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2391          * doesn't participate in concurrency management.
2392          */
2393         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2394 repeat:
2395         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2396
2397         if (kthread_should_stop()) {
2398                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2399                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2400                 return 0;
2401         }
2402
2403         /* see whether any pwq is asking for help */
2404         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2405
2406         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2407                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2408                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2409                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2410                 struct work_struct *work, *n;
2411
2412                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2413                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2414
2415                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2416
2417                 /* migrate to the target cpu if possible */
2418                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2419                 rescuer->pool = pool;
2420
2421                 /*
2422                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2423                  * process'em.
2424                  */
2425                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2426                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2427                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2428                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2429
2430                 process_scheduled_works(rescuer);
2431
2432                 /*
2433                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2434                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2435                  * and stalling the execution.
2436                  */
2437                 if (keep_working(pool))
2438                         wake_up_worker(pool);
2439
2440                 rescuer->pool = NULL;
2441                 spin_unlock(&pool->lock);
2442                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2443         }
2444
2445         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2446
2447         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2448         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2449         schedule();
2450         goto repeat;
2451 }
2452
2453 struct wq_barrier {
2454         struct work_struct      work;
2455         struct completion       done;
2456 };
2457
2458 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2459 {
2460         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2461         complete(&barr->done);
2462 }
2463
2464 /**
2465  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2466  * @pwq: pwq to insert barrier into
2467  * @barr: wq_barrier to insert
2468  * @target: target work to attach @barr to
2469  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2470  *
2471  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2472  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2473  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2474  * cpu.
2475  *
2476  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2477  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2478  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2479  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2480  * after a work with LINKED flag set.
2481  *
2482  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2483  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2484  *
2485  * CONTEXT:
2486  * spin_lock_irq(pool->lock).
2487  */
2488 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2489                               struct wq_barrier *barr,
2490                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2491 {
2492         struct list_head *head;
2493         unsigned int linked = 0;
2494
2495         /*
2496          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2497          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2498          * checks and call back into the fixup functions where we
2499          * might deadlock.
2500          */
2501         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2502         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2503         init_completion(&barr->done);
2504
2505         /*
2506          * If @target is currently being executed, schedule the
2507          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2508          */
2509         if (worker)
2510                 head = worker->scheduled.next;
2511         else {
2512                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2513
2514                 head = target->entry.next;
2515                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2516                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2517                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2518         }
2519
2520         debug_work_activate(&barr->work);
2521         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2522                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2523 }
2524
2525 /**
2526  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2527  * @wq: workqueue being flushed
2528  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2529  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2530  *
2531  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2532  *
2533  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2534  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2535  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2536  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2537  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2538  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2539  *
2540  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2541  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2542  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2543  * is returned.
2544  *
2545  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2546  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2547  * advanced to @work_color.
2548  *
2549  * CONTEXT:
2550  * mutex_lock(wq->mutex).
2551  *
2552  * Return:
2553  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2554  * otherwise.
2555  */
2556 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2557                                       int flush_color, int work_color)
2558 {
2559         bool wait = false;
2560         struct pool_workqueue *pwq;
2561
2562         if (flush_color >= 0) {
2563                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2564                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2565         }
2566
2567         for_each_pwq(pwq, wq) {
2568                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2569
2570                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2571
2572                 if (flush_color >= 0) {
2573                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2574
2575                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2576                                 pwq->flush_color = flush_color;
2577                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2578                                 wait = true;
2579                         }
2580                 }
2581
2582                 if (work_color >= 0) {
2583                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2584                         pwq->work_color = work_color;
2585                 }
2586
2587                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2588         }
2589
2590         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2591                 complete(&wq->first_flusher->done);
2592
2593         return wait;
2594 }
2595
2596 /**
2597  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2598  * @wq: workqueue to flush
2599  *
2600  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2601  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2602  */
2603 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2604 {
2605         struct wq_flusher this_flusher = {
2606                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2607                 .flush_color = -1,
2608                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2609         };
2610         int next_color;
2611
2612         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2613         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2614
2615         mutex_lock(&wq->mutex);
2616
2617         /*
2618          * Start-to-wait phase
2619          */
2620         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2621
2622         if (next_color != wq->flush_color) {
2623                 /*
2624                  * Color space is not full.  The current work_color
2625                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2626                  * by one.
2627                  */
2628                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2629                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2630                 wq->work_color = next_color;
2631
2632                 if (!wq->first_flusher) {
2633                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2634                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2635
2636                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2637
2638                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2639                                                        wq->work_color)) {
2640                                 /* nothing to flush, done */
2641                                 wq->flush_color = next_color;
2642                                 wq->first_flusher = NULL;
2643                                 goto out_unlock;
2644                         }
2645                 } else {
2646                         /* wait in queue */
2647                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2648                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2649                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2650                 }
2651         } else {
2652                 /*
2653                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2654                  * The next flush completion will assign us
2655                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2656                  */
2657                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2658         }
2659
2660         mutex_unlock(&wq->mutex);
2661
2662         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2663
2664         /*
2665          * Wake-up-and-cascade phase
2666          *
2667          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2668          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2669          */
2670         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2671                 return;
2672
2673         mutex_lock(&wq->mutex);
2674
2675         /* we might have raced, check again with mutex held */
2676         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2677                 goto out_unlock;
2678
2679         wq->first_flusher = NULL;
2680
2681         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2682         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2683
2684         while (true) {
2685                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2686
2687                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2688                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2689                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2690                                 break;
2691                         list_del_init(&next->list);
2692                         complete(&next->done);
2693                 }
2694
2695                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2696                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2697
2698                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2699                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2700
2701                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2702                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2703                         /*
2704                          * Assign the same color to all overflowed
2705                          * flushers, advance work_color and append to
2706                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2707                          * phase for these overflowed flushers.
2708                          */
2709                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2710                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2711
2712                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2713
2714                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2715                                               &wq->flusher_queue);
2716                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2717                 }
2718
2719                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2720                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2721                         break;
2722                 }
2723
2724                 /*
2725                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2726                  * the new first flusher and arm pwqs.
2727                  */
2728                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2729                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2730
2731                 list_del_init(&next->list);
2732                 wq->first_flusher = next;
2733
2734                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2735                         break;
2736
2737                 /*
2738                  * Meh... this color is already done, clear first
2739                  * flusher and repeat cascading.
2740                  */
2741                 wq->first_flusher = NULL;
2742         }
2743
2744 out_unlock:
2745         mutex_unlock(&wq->mutex);
2746 }
2747 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2748
2749 /**
2750  * drain_workqueue - drain a workqueue
2751  * @wq: workqueue to drain
2752  *
2753  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2754  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2755  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2756  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2757  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2758  * takes too long.
2759  */
2760 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2761 {
2762         unsigned int flush_cnt = 0;
2763         struct pool_workqueue *pwq;
2764
2765         /*
2766          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2767          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2768          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2769          */
2770         mutex_lock(&wq->mutex);
2771         if (!wq->nr_drainers++)
2772                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2773         mutex_unlock(&wq->mutex);
2774 reflush:
2775         flush_workqueue(wq);
2776
2777         mutex_lock(&wq->mutex);
2778
2779         for_each_pwq(pwq, wq) {
2780                 bool drained;
2781
2782                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2783                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2784                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2785
2786                 if (drained)
2787                         continue;
2788
2789                 if (++flush_cnt == 10 ||
2790                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2791                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2792                                 wq->name, flush_cnt);
2793
2794                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2795                 goto reflush;
2796         }
2797
2798         if (!--wq->nr_drainers)
2799                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2800         mutex_unlock(&wq->mutex);
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2803
2804 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2805 {
2806         struct worker *worker = NULL;
2807         struct worker_pool *pool;
2808         struct pool_workqueue *pwq;
2809
2810         might_sleep();
2811
2812         local_irq_disable();
2813         pool = get_work_pool(work);
2814         if (!pool) {
2815                 local_irq_enable();
2816                 return false;
2817         }
2818
2819         spin_lock(&pool->lock);
2820         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2821         pwq = get_work_pwq(work);
2822         if (pwq) {
2823                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2824                         goto already_gone;
2825         } else {
2826                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2827                 if (!worker)
2828                         goto already_gone;
2829                 pwq = worker->current_pwq;
2830         }
2831
2832         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2833         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2834
2835         /*
2836          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2837          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2838          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2839          * access.
2840          */
2841         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2842                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2843         else
2844                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2845         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2846
2847         return true;
2848 already_gone:
2849         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2850         return false;
2851 }
2852
2853 static bool __flush_work(struct work_struct *work)
2854 {
2855         struct wq_barrier barr;
2856
2857         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2858                 wait_for_completion(&barr.done);
2859                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2860                 return true;
2861         } else {
2862                 return false;
2863         }
2864 }
2865
2866 /**
2867  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2868  * @work: the work to flush
2869  *
2870  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2871  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2872  *
2873  * Return:
2874  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2875  * %false if it was already idle.
2876  */
2877 bool flush_work(struct work_struct *work)
2878 {
2879         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2880         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2881
2882         return __flush_work(work);
2883 }
2884 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2885
2886 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2887 {
2888         unsigned long flags;
2889         int ret;
2890
2891         do {
2892                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2893                 /*
2894                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2895                  * would be waiting for before retrying.
2896                  */
2897                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2898                         flush_work(work);
2899         } while (unlikely(ret < 0));
2900
2901         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2902         mark_work_canceling(work);
2903         local_irq_restore(flags);
2904
2905         flush_work(work);
2906         clear_work_data(work);
2907         return ret;
2908 }
2909
2910 /**
2911  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2912  * @work: the work to cancel
2913  *
2914  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2915  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2916  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2917  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2918  *
2919  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2920  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2921  *
2922  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2923  * queued can't be destroyed before this function returns.
2924  *
2925  * Return:
2926  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2927  */
2928 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2929 {
2930         return __cancel_work_timer(work, false);
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2933
2934 /**
2935  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2936  * @dwork: the delayed work to flush
2937  *
2938  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2939  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2940  * considers the last queueing instance of @dwork.
2941  *
2942  * Return:
2943  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2944  * %false if it was already idle.
2945  */
2946 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2947 {
2948         local_irq_disable();
2949         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2950                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2951         local_irq_enable();
2952         return flush_work(&dwork->work);
2953 }
2954 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2955
2956 /**
2957  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2958  * @dwork: delayed_work to cancel
2959  *
2960  * Kill off a pending delayed_work.
2961  *
2962  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2963  * pending.
2964  *
2965  * Note:
2966  * The work callback function may still be running on return, unless
2967  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2968  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2969  *
2970  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2971  */
2972 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2973 {
2974         unsigned long flags;
2975         int ret;
2976
2977         do {
2978                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2979         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2980
2981         if (unlikely(ret < 0))
2982                 return false;
2983
2984         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2985                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2986         local_irq_restore(flags);
2987         return ret;
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2990
2991 /**
2992  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2993  * @dwork: the delayed work cancel
2994  *
2995  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2996  *
2997  * Return:
2998  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2999  */
3000 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3001 {
3002         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3003 }
3004 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3005
3006 /**
3007  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3008  * @func: the function to call
3009  *
3010  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3011  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3012  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3013  *
3014  * Return:
3015  * 0 on success, -errno on failure.
3016  */
3017 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3018 {
3019         int cpu;
3020         struct work_struct __percpu *works;
3021
3022         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3023         if (!works)
3024                 return -ENOMEM;
3025
3026         get_online_cpus();
3027
3028         for_each_online_cpu(cpu) {
3029                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3030
3031                 INIT_WORK(work, func);
3032                 schedule_work_on(cpu, work);
3033         }
3034
3035         for_each_online_cpu(cpu)
3036                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3037
3038         put_online_cpus();
3039         free_percpu(works);
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3045  *
3046  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3047  * completion.
3048  *
3049  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3050  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3051  * will lead to deadlock:
3052  *
3053  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3054  *      a lock held by your code or its caller.
3055  *
3056  *      Your code is running in the context of a work routine.
3057  *
3058  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3059  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3060  * what locks they need, which you have no control over.
3061  *
3062  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3063  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3064  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3065  * cancel_work_sync() instead.
3066  */
3067 void flush_scheduled_work(void)
3068 {
3069         flush_workqueue(system_wq);
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3072
3073 /**
3074  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3075  * @fn:         the function to execute
3076  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3077  *              be available when the work executes)
3078  *
3079  * Executes the function immediately if process context is available,
3080  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3081  *
3082  * Return:      0 - function was executed
3083  *              1 - function was scheduled for execution
3084  */
3085 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3086 {
3087         if (!in_interrupt()) {
3088                 fn(&ew->work);
3089                 return 0;
3090         }
3091
3092         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3093         schedule_work(&ew->work);
3094
3095         return 1;
3096 }
3097 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3098
3099 #ifdef CONFIG_SYSFS
3100 /*
3101  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3102  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3103  * following attributes.
3104  *
3105  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3106  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3107  *
3108  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3109  *
3110  *  id          RO int  : the associated pool ID
3111  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3112  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3113  */
3114 struct wq_device {
3115         struct workqueue_struct         *wq;
3116         struct device                   dev;
3117 };
3118
3119 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3120 {
3121         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3122
3123         return wq_dev->wq;
3124 }
3125
3126 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3127                             char *buf)
3128 {
3129         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3130
3131         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3132 }
3133 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
3134
3135 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
3136                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3137 {
3138         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3139
3140         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3141 }
3142
3143 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
3144                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
3145                                 size_t count)
3146 {
3147         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3148         int val;
3149
3150         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3151                 return -EINVAL;
3152
3153         workqueue_set_max_active(wq, val);
3154         return count;
3155 }
3156 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
3157
3158 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
3159         &dev_attr_per_cpu.attr,
3160         &dev_attr_max_active.attr,
3161         NULL,
3162 };
3163 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
3164
3165 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3166                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3167 {
3168         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3169         const char *delim = "";
3170         int node, written = 0;
3171
3172         rcu_read_lock_sched();
3173         for_each_node(node) {
3174                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3175                                      "%s%d:%d", delim, node,
3176                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3177                 delim = " ";
3178         }
3179         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3180         rcu_read_unlock_sched();
3181
3182         return written;
3183 }
3184
3185 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3186                             char *buf)
3187 {
3188         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3189         int written;
3190
3191         mutex_lock(&wq->mutex);
3192         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3193         mutex_unlock(&wq->mutex);
3194
3195         return written;
3196 }
3197
3198 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3199 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3200 {
3201         struct workqueue_attrs *attrs;
3202
3203         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3204         if (!attrs)
3205                 return NULL;
3206
3207         mutex_lock(&wq->mutex);
3208         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3209         mutex_unlock(&wq->mutex);
3210         return attrs;
3211 }
3212
3213 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3214                              const char *buf, size_t count)
3215 {
3216         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3217         struct workqueue_attrs *attrs;
3218         int ret;
3219
3220         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3221         if (!attrs)
3222                 return -ENOMEM;
3223
3224         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3225             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3226                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3227         else
3228                 ret = -EINVAL;
3229
3230         free_workqueue_attrs(attrs);
3231         return ret ?: count;
3232 }
3233
3234 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3235                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3236 {
3237         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3238         int written;
3239
3240         mutex_lock(&wq->mutex);
3241         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3242         mutex_unlock(&wq->mutex);
3243
3244         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3245         return written;
3246 }
3247
3248 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3249                                 struct device_attribute *attr,
3250                                 const char *buf, size_t count)
3251 {
3252         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3253         struct workqueue_attrs *attrs;
3254         int ret;
3255
3256         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3257         if (!attrs)
3258                 return -ENOMEM;
3259
3260         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3261         if (!ret)
3262                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3263
3264         free_workqueue_attrs(attrs);
3265         return ret ?: count;
3266 }
3267
3268 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3269                             char *buf)
3270 {
3271         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3272         int written;
3273
3274         mutex_lock(&wq->mutex);
3275         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3276                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3277         mutex_unlock(&wq->mutex);
3278
3279         return written;
3280 }
3281
3282 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3283                              const char *buf, size_t count)
3284 {
3285         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3286         struct workqueue_attrs *attrs;
3287         int v, ret;
3288
3289         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3290         if (!attrs)
3291                 return -ENOMEM;
3292
3293         ret = -EINVAL;
3294         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3295                 attrs->no_numa = !v;
3296                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3297         }
3298
3299         free_workqueue_attrs(attrs);
3300         return ret ?: count;
3301 }
3302
3303 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3304         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3305         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3306         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3307         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3308         __ATTR_NULL,
3309 };
3310
3311 static struct bus_type wq_subsys = {
3312         .name                           = "workqueue",
3313         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
3314 };
3315
3316 static int __init wq_sysfs_init(void)
3317 {
3318         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3319 }
3320 core_initcall(wq_sysfs_init);
3321
3322 static void wq_device_release(struct device *dev)
3323 {
3324         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3325
3326         kfree(wq_dev);
3327 }
3328
3329 /**
3330  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3331  * @wq: the workqueue to register
3332  *
3333  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3334  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3335  * which is the preferred method.
3336  *
3337  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3338  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3339  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3340  * attributes.
3341  *
3342  * Return: 0 on success, -errno on failure.
3343  */
3344 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3345 {
3346         struct wq_device *wq_dev;
3347         int ret;
3348
3349         /*
3350          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3351          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3352          * workqueues.
3353          */
3354         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3355                 return -EINVAL;
3356
3357         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3358         if (!wq_dev)
3359                 return -ENOMEM;
3360
3361         wq_dev->wq = wq;
3362         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3363         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3364         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3365
3366         /*
3367          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3368          * everything is ready.
3369          */
3370         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3371
3372         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3373         if (ret) {
3374                 kfree(wq_dev);
3375                 wq->wq_dev = NULL;
3376                 return ret;
3377         }
3378
3379         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3380                 struct device_attribute *attr;
3381
3382                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3383                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3384                         if (ret) {
3385                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3386                                 wq->wq_dev = NULL;
3387                                 return ret;
3388                         }
3389                 }
3390         }
3391
3392         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3393         return 0;
3394 }
3395
3396 /**
3397  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3398  * @wq: the workqueue to unregister
3399  *
3400  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3401  */
3402 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3403 {
3404         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3405
3406         if (!wq->wq_dev)
3407                 return;
3408
3409         wq->wq_dev = NULL;
3410         device_unregister(&wq_dev->dev);
3411 }
3412 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3413 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3414 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3415
3416 /**
3417  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3418  * @attrs: workqueue_attrs to free
3419  *
3420  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3421  */
3422 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3423 {
3424         if (attrs) {
3425                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3426                 kfree(attrs);
3427         }
3428 }
3429
3430 /**
3431  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3432  * @gfp_mask: allocation mask to use
3433  *
3434  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3435  * return it.
3436  *
3437  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3438  */
3439 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3440 {
3441         struct workqueue_attrs *attrs;
3442
3443         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3444         if (!attrs)
3445                 goto fail;
3446         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3447                 goto fail;
3448
3449         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3450         return attrs;
3451 fail:
3452         free_workqueue_attrs(attrs);
3453         return NULL;
3454 }
3455
3456 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3457                                  const struct workqueue_attrs *from)
3458 {
3459         to->nice = from->nice;
3460         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3461         /*
3462          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3463          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3464          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3465          */
3466         to->no_numa = from->no_numa;
3467 }
3468
3469 /* hash value of the content of @attr */
3470 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3471 {
3472         u32 hash = 0;
3473
3474         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3475         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3476                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3477         return hash;
3478 }
3479
3480 /* content equality test */
3481 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3482                           const struct workqueue_attrs *b)
3483 {
3484         if (a->nice != b->nice)
3485                 return false;
3486         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3487                 return false;
3488         return true;
3489 }
3490
3491 /**
3492  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3493  * @pool: worker_pool to initialize
3494  *
3495  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3496  *
3497  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3498  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3499  * on @pool safely to release it.
3500  */
3501 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3502 {
3503         spin_lock_init(&pool->lock);
3504         pool->id = -1;
3505         pool->cpu = -1;
3506         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3507         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3508         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3509         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3510         hash_init(pool->busy_hash);
3511
3512         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3513         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3514         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3515
3516         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3517                     (unsigned long)pool);
3518
3519         mutex_init(&pool->manager_arb);
3520         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3521         idr_init(&pool->worker_idr);
3522
3523         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3524         pool->refcnt = 1;
3525
3526         /* shouldn't fail above this point */
3527         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3528         if (!pool->attrs)
3529                 return -ENOMEM;
3530         return 0;
3531 }
3532
3533 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3534 {
3535         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3536
3537         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3538         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3539         kfree(pool);
3540 }
3541
3542 /**
3543  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3544  * @pool: worker_pool to put
3545  *
3546  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3547  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3548  * and this function should be able to release pools which went through,
3549  * successfully or not, init_worker_pool().
3550  *
3551  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3552  */
3553 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3554 {
3555         struct worker *worker;
3556
3557         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3558
3559         if (--pool->refcnt)
3560                 return;
3561
3562         /* sanity checks */
3563         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3564             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3565                 return;
3566
3567         /* release id and unhash */
3568         if (pool->id >= 0)
3569                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3570         hash_del(&pool->hash_node);
3571
3572         /*
3573          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3574          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3575          * manager_mutex.
3576          */
3577         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3578         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3579         spin_lock_irq(&pool->lock);
3580
3581         while ((worker = first_worker(pool)))
3582                 destroy_worker(worker);
3583         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3584
3585         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3586         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3587         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3588
3589         /* shut down the timers */
3590         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3591         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3592
3593         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3594         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3595 }
3596
3597 /**
3598  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3599  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3600  *
3601  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3602  * reference count and return it.  If there already is a matching
3603  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3604  * create a new one.
3605  *
3606  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3607  *
3608  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3609  * On failure, %NULL.
3610  */
3611 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3612 {
3613         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3614         struct worker_pool *pool;
3615         int node;
3616
3617         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3618
3619         /* do we already have a matching pool? */
3620         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3621                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3622                         pool->refcnt++;
3623                         goto out_unlock;
3624                 }
3625         }
3626
3627         /* nope, create a new one */
3628         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3629         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3630                 goto fail;
3631
3632         if (workqueue_freezing)
3633                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3634
3635         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3636         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3637
3638         /*
3639          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3640          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3641          */
3642         pool->attrs->no_numa = false;
3643
3644         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3645         if (wq_numa_enabled) {
3646                 for_each_node(node) {
3647                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3648                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3649                                 pool->node = node;
3650                                 break;
3651                         }
3652                 }
3653         }
3654
3655         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3656                 goto fail;
3657
3658         /* create and start the initial worker */
3659         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3660                 goto fail;
3661
3662         /* install */
3663         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3664 out_unlock:
3665         return pool;
3666 fail:
3667         if (pool)
3668                 put_unbound_pool(pool);
3669         return NULL;
3670 }
3671
3672 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3673 {
3674         kmem_cache_free(pwq_cache,
3675                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3676 }
3677
3678 /*
3679  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3680  * and needs to be destroyed.
3681  */
3682 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3683 {
3684         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3685                                                   unbound_release_work);
3686         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3687         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3688         bool is_last;
3689
3690         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3691                 return;
3692
3693         /*
3694          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3695          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3696          * and consistent with the linking path.
3697          */
3698         mutex_lock(&wq->mutex);
3699         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3700         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3701         mutex_unlock(&wq->mutex);
3702
3703         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3704         put_unbound_pool(pool);
3705         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3706
3707         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3708
3709         /*
3710          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3711          * is gonna access it anymore.  Free it.
3712          */
3713         if (is_last) {
3714                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3715                 kfree(wq);
3716         }
3717 }
3718
3719 /**
3720  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3721  * @pwq: target pool_workqueue
3722  *
3723  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3724  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3725  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3726  */
3727 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3728 {
3729         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3730         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3731
3732         /* for @wq->saved_max_active */
3733         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3734
3735         /* fast exit for non-freezable wqs */
3736         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3737                 return;
3738
3739         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3740
3741         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3742                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3743
3744                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3745                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3746                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3747
3748                 /*
3749                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3750                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3751                  */
3752                 wake_up_worker(pwq->pool);
3753         } else {
3754                 pwq->max_active = 0;
3755         }
3756
3757         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3758 }
3759
3760 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3761 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3762                      struct worker_pool *pool)
3763 {
3764         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3765
3766         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3767
3768         pwq->pool = pool;
3769         pwq->wq = wq;
3770         pwq->flush_color = -1;
3771         pwq->refcnt = 1;
3772         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3773         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3774         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3775         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3776 }
3777
3778 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3779 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3780 {
3781         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3782
3783         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3784
3785         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3786         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3787                 return;
3788
3789         /*
3790          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3791          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3792          */
3793         pwq->work_color = wq->work_color;
3794
3795         /* sync max_active to the current setting */
3796         pwq_adjust_max_active(pwq);
3797
3798         /* link in @pwq */
3799         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3800 }
3801
3802 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3803 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3804                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3805 {
3806         struct worker_pool *pool;
3807         struct pool_workqueue *pwq;
3808
3809         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3810
3811         pool = get_unbound_pool(attrs);
3812         if (!pool)
3813                 return NULL;
3814
3815         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3816         if (!pwq) {
3817                 put_unbound_pool(pool);
3818                 return NULL;
3819         }
3820
3821         init_pwq(pwq, wq, pool);
3822         return pwq;
3823 }
3824
3825 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3826 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3827 {
3828         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3829
3830         if (pwq) {
3831                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3832                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3833         }
3834 }
3835
3836 /**
3837  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3838  * @attrs: the wq_attrs of interest
3839  * @node: the target NUMA node
3840  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3841  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3842  *
3843  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3844  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3845  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3846  *
3847  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3848  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3849  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3850  * @attrs->cpumask.
3851  *
3852  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3853  * stable.
3854  *
3855  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3856  * %false if equal.
3857  */
3858 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3859                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3860 {
3861         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3862                 goto use_dfl;
3863
3864         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3865         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3866         if (cpu_going_down >= 0)
3867                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3868
3869         if (cpumask_empty(cpumask))
3870                 goto use_dfl;
3871
3872         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3873         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3874         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3875
3876 use_dfl:
3877         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3878         return false;
3879 }
3880
3881 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3882 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3883                                                    int node,
3884                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3885 {
3886         struct pool_workqueue *old_pwq;
3887
3888         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3889
3890         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3891         link_pwq(pwq);
3892
3893         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3894         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3895         return old_pwq;
3896 }
3897
3898 /**
3899  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3900  * @wq: the target workqueue
3901  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3902  *
3903  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3904  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3905  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3906  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3907  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3908  * back-to-back will stay on its current pwq.
3909  *
3910  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3911  *
3912  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3913  */
3914 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3915                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3916 {
3917         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3918         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3919         int node, ret;
3920
3921         /* only unbound workqueues can change attributes */
3922         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3923                 return -EINVAL;
3924
3925         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3926         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3927                 return -EINVAL;
3928
3929         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3930         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3931         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3932         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3933                 goto enomem;
3934
3935         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3936         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3937         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3938
3939         /*
3940          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3941          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3942          * pools.
3943          */
3944         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3945
3946         /*
3947          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3948          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3949          * pwqs accordingly.
3950          */
3951         get_online_cpus();
3952
3953         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3954
3955         /*
3956          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3957          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3958          * it even if we don't use it immediately.
3959          */
3960         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3961         if (!dfl_pwq)
3962                 goto enomem_pwq;
3963
3964         for_each_node(node) {
3965                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3966                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3967                         if (!pwq_tbl[node])
3968                                 goto enomem_pwq;
3969                 } else {
3970                         dfl_pwq->refcnt++;
3971                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3972                 }
3973         }
3974
3975         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3976
3977         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3978         mutex_lock(&wq->mutex);
3979
3980         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3981
3982         /* save the previous pwq and install the new one */
3983         for_each_node(node)
3984                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3985
3986         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3987         link_pwq(dfl_pwq);
3988         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3989
3990         mutex_unlock(&wq->mutex);
3991
3992         /* put the old pwqs */
3993         for_each_node(node)
3994                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
3995         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
3996
3997         put_online_cpus();
3998         ret = 0;
3999         /* fall through */
4000 out_free:
4001         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
4002         free_workqueue_attrs(new_attrs);
4003         kfree(pwq_tbl);
4004         return ret;
4005
4006 enomem_pwq:
4007         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
4008         for_each_node(node)
4009                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
4010                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
4011         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4012         put_online_cpus();
4013 enomem:
4014         ret = -ENOMEM;
4015         goto out_free;
4016 }
4017
4018 /**
4019  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
4020  * @wq: the target workqueue
4021  * @cpu: the CPU coming up or going down
4022  * @online: whether @cpu is coming up or going down
4023  *
4024  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
4025  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
4026  * @wq accordingly.
4027  *
4028  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
4029  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
4030  * correct.
4031  *
4032  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
4033  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4034  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4035  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4036  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4037  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4038  * CPU_DOWN_PREPARE.
4039  */
4040 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4041                                    bool online)
4042 {
4043         int node = cpu_to_node(cpu);
4044         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4045         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4046         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4047         cpumask_t *cpumask;
4048
4049         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4050
4051         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4052                 return;
4053
4054         /*
4055          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4056          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4057          * CPU hotplug exclusion.
4058          */
4059         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4060         cpumask = target_attrs->cpumask;
4061
4062         mutex_lock(&wq->mutex);
4063         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4064                 goto out_unlock;
4065
4066         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4067         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4068
4069         /*
4070          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4071          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4072          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4073          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4074          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4075          */
4076         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4077                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4078                         goto out_unlock;
4079         } else {
4080                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4081                         goto out_unlock;
4082                 else
4083                         goto use_dfl_pwq;
4084         }
4085
4086         mutex_unlock(&wq->mutex);
4087
4088         /* create a new pwq */
4089         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4090         if (!pwq) {
4091                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4092                            wq->name);
4093                 goto out_unlock;
4094         }
4095
4096         /*
4097          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4098          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4099          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4100          * inbetween.
4101          */
4102         mutex_lock(&wq->mutex);
4103         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4104         goto out_unlock;
4105
4106 use_dfl_pwq:
4107         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4108         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4109         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4110         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4111 out_unlock:
4112         mutex_unlock(&wq->mutex);
4113         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4114 }
4115
4116 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4117 {
4118         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4119         int cpu, ret;
4120
4121         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4122                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4123                 if (!wq->cpu_pwqs)
4124                         return -ENOMEM;
4125
4126                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4127                         struct pool_workqueue *pwq =
4128                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4129                         struct worker_pool *cpu_pools =
4130                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4131
4132                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4133
4134                         mutex_lock(&wq->mutex);
4135                         link_pwq(pwq);
4136                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4137                 }
4138                 return 0;
4139         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4140                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4141                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4142                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4143                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4144                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4145                 return ret;
4146         } else {
4147                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4148         }
4149 }
4150
4151 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4152                                const char *name)
4153 {
4154         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4155
4156         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4157                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4158                         max_active, name, 1, lim);
4159
4160         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4161 }
4162
4163 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4164                                                unsigned int flags,
4165                                                int max_active,
4166                                                struct lock_class_key *key,
4167                                                const char *lock_name, ...)
4168 {
4169         size_t tbl_size = 0;
4170         va_list args;
4171         struct workqueue_struct *wq;
4172         struct pool_workqueue *pwq;
4173
4174         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4175         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4176                 flags |= WQ_UNBOUND;
4177
4178         /* allocate wq and format name */
4179         if (flags & WQ_UNBOUND)
4180                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4181
4182         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4183         if (!wq)
4184                 return NULL;
4185
4186         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4187                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4188                 if (!wq->unbound_attrs)
4189                         goto err_free_wq;
4190         }
4191
4192         va_start(args, lock_name);
4193         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4194         va_end(args);
4195
4196         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4197         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4198
4199         /* init wq */
4200         wq->flags = flags;
4201         wq->saved_max_active = max_active;
4202         mutex_init(&wq->mutex);
4203         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4204         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4205         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4206         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4207         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4208
4209         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4210         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4211
4212         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4213                 goto err_free_wq;
4214
4215         /*
4216          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4217          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4218          */
4219         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4220                 struct worker *rescuer;
4221
4222                 rescuer = alloc_worker();
4223                 if (!rescuer)
4224                         goto err_destroy;
4225
4226                 rescuer->rescue_wq = wq;
4227                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4228                                                wq->name);
4229                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4230                         kfree(rescuer);
4231                         goto err_destroy;
4232                 }
4233
4234                 wq->rescuer = rescuer;
4235                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4236                 wake_up_process(rescuer->task);
4237         }
4238
4239         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4240                 goto err_destroy;
4241
4242         /*
4243          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4244          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4245          * list.
4246          */
4247         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4248
4249         mutex_lock(&wq->mutex);
4250         for_each_pwq(pwq, wq)
4251                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4252         mutex_unlock(&wq->mutex);
4253
4254         list_add(&wq->list, &workqueues);
4255
4256         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4257
4258         return wq;
4259
4260 err_free_wq:
4261         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4262         kfree(wq);
4263         return NULL;
4264 err_destroy:
4265         destroy_workqueue(wq);
4266         return NULL;
4267 }
4268 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4269
4270 /**
4271  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4272  * @wq: target workqueue
4273  *
4274  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4275  */
4276 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4277 {
4278         struct pool_workqueue *pwq;
4279         int node;
4280
4281         /* drain it before proceeding with destruction */
4282         drain_workqueue(wq);
4283
4284         /* sanity checks */
4285         mutex_lock(&wq->mutex);
4286         for_each_pwq(pwq, wq) {
4287                 int i;
4288
4289                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4290                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4291                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4292                                 return;
4293                         }
4294                 }
4295
4296                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4297                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4298                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4299                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4300                         return;
4301                 }
4302         }
4303         mutex_unlock(&wq->mutex);
4304
4305         /*
4306          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4307          * flushing is complete in case freeze races us.
4308          */
4309         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4310         list_del_init(&wq->list);
4311         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4312
4313         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4314
4315         if (wq->rescuer) {
4316                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4317                 kfree(wq->rescuer);
4318                 wq->rescuer = NULL;
4319         }
4320
4321         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4322                 /*
4323                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4324                  * free the pwqs and wq.
4325                  */
4326                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4327                 kfree(wq);
4328         } else {
4329                 /*
4330                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4331                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4332                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4333                  */
4334                 for_each_node(node) {
4335                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4336                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4337                         put_pwq_unlocked(pwq);
4338                 }
4339
4340                 /*
4341                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4342                  * put.  Don't access it afterwards.
4343                  */
4344                 pwq = wq->dfl_pwq;
4345                 wq->dfl_pwq = NULL;
4346                 put_pwq_unlocked(pwq);
4347         }
4348 }
4349 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4350
4351 /**
4352  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4353  * @wq: target workqueue
4354  * @max_active: new max_active value.
4355  *
4356  * Set max_active of @wq to @max_active.
4357  *
4358  * CONTEXT:
4359  * Don't call from IRQ context.
4360  */
4361 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4362 {
4363         struct pool_workqueue *pwq;
4364
4365         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4366         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4367                 return;
4368
4369         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4370
4371         mutex_lock(&wq->mutex);
4372
4373         wq->saved_max_active = max_active;
4374
4375         for_each_pwq(pwq, wq)
4376                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4377
4378         mutex_unlock(&wq->mutex);
4379 }
4380 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4381
4382 /**
4383  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4384  *
4385  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4386  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4387  *
4388  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4389  */
4390 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4391 {
4392         struct worker *worker = current_wq_worker();
4393
4394         return worker && worker->rescue_wq;
4395 }
4396
4397 /**
4398  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4399  * @cpu: CPU in question
4400  * @wq: target workqueue
4401  *
4402  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4403  * no synchronization around this function and the test result is
4404  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4405  *
4406  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4407  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4408  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4409  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4410  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4411  *
4412  * Return:
4413  * %true if congested, %false otherwise.
4414  */
4415 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4416 {
4417         struct pool_workqueue *pwq;
4418         bool ret;
4419
4420         rcu_read_lock_sched();
4421
4422         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4423                 cpu = smp_processor_id();
4424
4425         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4426                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4427         else
4428                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4429
4430         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4431         rcu_read_unlock_sched();
4432
4433         return ret;
4434 }
4435 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4436
4437 /**
4438  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4439  * @work: the work to be tested
4440  *
4441  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4442  * synchronization around this function and the test result is
4443  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4444  *
4445  * Return:
4446  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4447  */
4448 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4449 {
4450         struct worker_pool *pool;
4451         unsigned long flags;
4452         unsigned int ret = 0;
4453
4454         if (work_pending(work))
4455                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4456
4457         local_irq_save(flags);
4458         pool = get_work_pool(work);
4459         if (pool) {
4460                 spin_lock(&pool->lock);
4461                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4462                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4463                 spin_unlock(&pool->lock);
4464         }
4465         local_irq_restore(flags);
4466
4467         return ret;
4468 }
4469 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4470
4471 /**
4472  * set_worker_desc - set description for the current work item
4473  * @fmt: printf-style format string
4474  * @...: arguments for the format string
4475  *
4476  * This function can be called by a running work function to describe what
4477  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4478  * information will be printed out together to help debugging.  The
4479  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4480  */
4481 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4482 {
4483         struct worker *worker = current_wq_worker();
4484         va_list args;
4485
4486         if (worker) {
4487                 va_start(args, fmt);
4488                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4489                 va_end(args);
4490                 worker->desc_valid = true;
4491         }
4492 }
4493
4494 /**
4495  * print_worker_info - print out worker information and description
4496  * @log_lvl: the log level to use when printing
4497  * @task: target task
4498  *
4499  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4500  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4501  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4502  *
4503  * This function can be safely called on any task as long as the
4504  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4505  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4506  */
4507 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4508 {
4509         work_func_t *fn = NULL;
4510         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4511         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4512         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4513         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4514         bool desc_valid = false;
4515         struct worker *worker;
4516
4517         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4518                 return;
4519
4520         /*
4521          * This function is called without any synchronization and @task
4522          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4523          */
4524         worker = probe_kthread_data(task);
4525
4526         /*
4527          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4528          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4529          */
4530         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4531         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4532         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4533         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4534
4535         /* copy worker description */
4536         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4537         if (desc_valid)
4538                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4539
4540         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4541                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4542                 if (desc[0])
4543                         pr_cont(" (%s)", desc);
4544                 pr_cont("\n");
4545         }
4546 }
4547
4548 /*
4549  * CPU hotplug.
4550  *
4551  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4552  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4553  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4554  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4555  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4556  * blocked draining impractical.
4557  *
4558  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4559  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4560  * cpu comes back online.
4561  */
4562
4563 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4564 {
4565         int cpu = smp_processor_id();
4566         struct worker_pool *pool;
4567         struct worker *worker;
4568         int wi;
4569
4570         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4571                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4572
4573                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4574                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4575
4576                 /*
4577                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4578                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4579                  * except for the ones which are still executing works from
4580                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4581                  * this, they may become diasporas.
4582                  */
4583                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4584                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4585
4586                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4587
4588                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4589                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4590
4591                 /*
4592                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4593                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4594                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4595                  * from other cpus.
4596                  */
4597                 schedule();
4598
4599                 /*
4600                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4601                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4602                  * and keep_working() are always true as long as the
4603                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4604                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4605                  * are served by workers tied to the pool.
4606                  */
4607                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4608
4609                 /*
4610                  * With concurrency management just turned off, a busy
4611                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4612                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4613                  */
4614                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4615                 wake_up_worker(pool);
4616                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4617         }
4618 }
4619
4620 /**
4621  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4622  * @pool: pool of interest
4623  *
4624  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4625  */
4626 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4627 {
4628         struct worker *worker;
4629         int wi;
4630
4631         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4632
4633         /*
4634          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4635          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4636          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4637          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4638          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4639          */
4640         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4641                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4642                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4643
4644         spin_lock_irq(&pool->lock);
4645
4646         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4647                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4648
4649                 /*
4650                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4651                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4652                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4653                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4654                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4655                  * be bound before @pool->lock is released.
4656                  */
4657                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4658                         wake_up_process(worker->task);
4659
4660                 /*
4661                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4662                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4663                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4664                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4665                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4666                  * concurrency management.  Note that when or whether
4667                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4668                  *
4669                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4670                  * tested without holding any lock in
4671                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4672                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4673                  * management operations.
4674                  */
4675                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4676                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4677                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4678                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4679         }
4680
4681         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4682 }
4683
4684 /**
4685  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4686  * @pool: unbound pool of interest
4687  * @cpu: the CPU which is coming up
4688  *
4689  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4690  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4691  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4692  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4693  */
4694 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4695 {
4696         static cpumask_t cpumask;
4697         struct worker *worker;
4698         int wi;
4699
4700         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4701
4702         /* is @cpu allowed for @pool? */
4703         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4704                 return;
4705
4706         /* is @cpu the only online CPU? */
4707         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4708         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4709                 return;
4710
4711         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4712         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4713                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4714                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4715 }
4716
4717 /*
4718  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4719  * This will be registered high priority CPU notifier.
4720  */
4721 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4722                                                unsigned long action,
4723                                                void *hcpu)
4724 {
4725         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4726         struct worker_pool *pool;
4727         struct workqueue_struct *wq;
4728         int pi;
4729
4730         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4731         case CPU_UP_PREPARE:
4732                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4733                         if (pool->nr_workers)
4734                                 continue;
4735                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4736                                 return NOTIFY_BAD;
4737                 }
4738                 break;
4739
4740         case CPU_DOWN_FAILED:
4741         case CPU_ONLINE:
4742                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4743
4744                 for_each_pool(pool, pi) {
4745                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4746
4747                         if (pool->cpu == cpu) {
4748                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4749                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4750                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4751
4752                                 rebind_workers(pool);
4753                         } else if (pool->cpu < 0) {
4754                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4755                         }
4756
4757                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4758                 }
4759
4760                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4761                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4762                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4763
4764                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4765                 break;
4766         }
4767         return NOTIFY_OK;
4768 }
4769
4770 /*
4771  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4772  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4773  */
4774 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4775                                                  unsigned long action,
4776                                                  void *hcpu)
4777 {
4778         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4779         struct work_struct unbind_work;
4780         struct workqueue_struct *wq;
4781
4782         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4783         case CPU_DOWN_PREPARE:
4784                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4785                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4786                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4787
4788                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4789                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4790                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4791                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4792                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4793
4794                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4795                 flush_work(&unbind_work);
4796                 break;
4797         }
4798         return NOTIFY_OK;
4799 }
4800
4801 #ifdef CONFIG_SMP
4802
4803 struct work_for_cpu {
4804         struct work_struct work;
4805         long (*fn)(void *);
4806         void *arg;
4807         long ret;
4808 };
4809
4810 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4811 {
4812         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4813
4814         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4815 }
4816
4817 /**
4818  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4819  * @cpu: the cpu to run on
4820  * @fn: the function to run
4821  * @arg: the function arg
4822  *
4823  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4824  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4825  *
4826  * Return: The value @fn returns.
4827  */
4828 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4829 {
4830         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4831
4832         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4833         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4834
4835         /*
4836          * The work item is on-stack and can't lead to deadlock through
4837          * flushing.  Use __flush_work() to avoid spurious lockdep warnings
4838          * when work_on_cpu()s are nested.
4839          */
4840         __flush_work(&wfc.work);
4841
4842         return wfc.ret;
4843 }
4844 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4845 #endif /* CONFIG_SMP */
4846
4847 #ifdef CONFIG_FREEZER
4848
4849 /**
4850  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4851  *
4852  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4853  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4854  * pool->worklist.
4855  *
4856  * CONTEXT:
4857  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4858  */
4859 void freeze_workqueues_begin(void)
4860 {
4861         struct worker_pool *pool;
4862         struct workqueue_struct *wq;
4863         struct pool_workqueue *pwq;
4864         int pi;
4865
4866         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4867
4868         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4869         workqueue_freezing = true;
4870
4871         /* set FREEZING */
4872         for_each_pool(pool, pi) {
4873                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4874                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4875                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4876                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4877         }
4878
4879         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4880                 mutex_lock(&wq->mutex);
4881                 for_each_pwq(pwq, wq)
4882                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4883                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4884         }
4885
4886         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4887 }
4888
4889 /**
4890  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4891  *
4892  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4893  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4894  *
4895  * CONTEXT:
4896  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4897  *
4898  * Return:
4899  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4900  * is complete.
4901  */
4902 bool freeze_workqueues_busy(void)
4903 {
4904         bool busy = false;
4905         struct workqueue_struct *wq;
4906         struct pool_workqueue *pwq;
4907
4908         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4909
4910         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4911
4912         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4913                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4914                         continue;
4915                 /*
4916                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4917                  * to peek without lock.
4918                  */
4919                 rcu_read_lock_sched();
4920                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4921                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4922                         if (pwq->nr_active) {
4923                                 busy = true;
4924                                 rcu_read_unlock_sched();
4925                                 goto out_unlock;
4926                         }
4927                 }
4928                 rcu_read_unlock_sched();
4929         }
4930 out_unlock:
4931         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4932         return busy;
4933 }
4934
4935 /**
4936  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4937  *
4938  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4939  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4940  *
4941  * CONTEXT:
4942  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4943  */
4944 void thaw_workqueues(void)
4945 {
4946         struct workqueue_struct *wq;
4947         struct pool_workqueue *pwq;
4948         struct worker_pool *pool;
4949         int pi;
4950
4951         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4952
4953         if (!workqueue_freezing)
4954                 goto out_unlock;
4955
4956         /* clear FREEZING */
4957         for_each_pool(pool, pi) {
4958                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4959                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4960                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4961                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4962         }
4963
4964         /* restore max_active and repopulate worklist */
4965         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4966                 mutex_lock(&wq->mutex);
4967                 for_each_pwq(pwq, wq)
4968                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4969                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4970         }
4971
4972         workqueue_freezing = false;
4973 out_unlock:
4974         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4975 }
4976 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4977
4978 static void __init wq_numa_init(void)
4979 {
4980         cpumask_var_t *tbl;
4981         int node, cpu;
4982
4983         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4984         for_each_node(node)
4985                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4986
4987         if (num_possible_nodes() <= 1)
4988                 return;
4989
4990         if (wq_disable_numa) {
4991                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4992                 return;
4993         }
4994
4995         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4996         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
4997
4998         /*
4999          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5000          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5001          * fully initialized by now.
5002          */
5003         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5004         BUG_ON(!tbl);
5005
5006         for_each_node(node)
5007                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5008                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5009
5010         for_each_possible_cpu(cpu) {
5011                 node = cpu_to_node(cpu);
5012                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5013                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5014                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5015                         return;
5016                 }
5017                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5018         }
5019
5020         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5021         wq_numa_enabled = true;
5022 }
5023
5024 static int __init init_workqueues(void)
5025 {
5026         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5027         int i, cpu;
5028
5029         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5030
5031         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5032
5033         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5034         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5035
5036         wq_numa_init();
5037
5038         /* initialize CPU pools */
5039         for_each_possible_cpu(cpu) {
5040                 struct worker_pool *pool;
5041
5042                 i = 0;
5043                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5044                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5045                         pool->cpu = cpu;
5046                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5047                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5048                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5049
5050                         /* alloc pool ID */
5051                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5052                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5053                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5054                 }
5055         }
5056
5057         /* create the initial worker */
5058         for_each_online_cpu(cpu) {
5059                 struct worker_pool *pool;
5060
5061                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5062                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5063                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5064                 }
5065         }
5066
5067         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5068         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5069                 struct workqueue_attrs *attrs;
5070
5071                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5072                 attrs->nice = std_nice[i];
5073                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5074
5075                 /*
5076                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5077                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5078                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5079                  */
5080                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5081                 attrs->nice = std_nice[i];
5082                 attrs->no_numa = true;
5083                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5084         }
5085
5086         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5087         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5088         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5089         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5090                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5091         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5092                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5093         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5094                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5095         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5096                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5097                                               0);
5098         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5099                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5100                !system_power_efficient_wq ||
5101                !system_freezable_power_efficient_wq);
5102         return 0;
5103 }
5104 early_initcall(init_workqueues);