]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/workqueue.c
early_printk: consolidate random copies of identical code
[karo-tx-linux.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/hashtable.h>
45
46 #include "workqueue_internal.h"
47
48 enum {
49         /*
50          * worker_pool flags
51          *
52          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
53          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
54          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
55          * is in effect.
56          *
57          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
58          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
59          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
60          *
61          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
62          * assoc_mutex to avoid changing binding state while
63          * create_worker() is in progress.
64          */
65         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
66         POOL_MANAGING_WORKERS   = 1 << 1,       /* managing workers */
67         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
68         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
69
70         /* worker flags */
71         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
72         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
73         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
74         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
75         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
76         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
77
78         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_UNBOUND |
79                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
80
81         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
82
83         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
84
85         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
86         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
87
88         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
89                                                 /* call for help after 10ms
90                                                    (min two ticks) */
91         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
92         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
93
94         /*
95          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
96          * all cpus.  Give -20.
97          */
98         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
99         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
100 };
101
102 /*
103  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
104  *
105  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
106  *    everyone else.
107  *
108  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
109  *    only be modified and accessed from the local cpu.
110  *
111  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
112  *
113  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
114  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
115  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
116  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
117  *
118  * F: wq->flush_mutex protected.
119  *
120  * W: workqueue_lock protected.
121  */
122
123 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
124
125 struct worker_pool {
126         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
127         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
128         int                     id;             /* I: pool ID */
129         unsigned int            flags;          /* X: flags */
130
131         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
132         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
133
134         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
135         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
136
137         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
138         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
139         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
140
141         /* workers are chained either in busy_hash or idle_list */
142         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
143                                                 /* L: hash of busy workers */
144
145         struct mutex            assoc_mutex;    /* protect POOL_DISASSOCIATED */
146         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
147
148         /*
149          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
150          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
151          * cacheline.
152          */
153         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
154 } ____cacheline_aligned_in_smp;
155
156 /*
157  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
158  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
159  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
160  * number of flag bits.
161  */
162 struct pool_workqueue {
163         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
164         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
165         int                     work_color;     /* L: current color */
166         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
167         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
168                                                 /* L: nr of in_flight works */
169         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
170         int                     max_active;     /* L: max active works */
171         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
172 };
173
174 /*
175  * Structure used to wait for workqueue flush.
176  */
177 struct wq_flusher {
178         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
179         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
180         struct completion       done;           /* flush completion */
181 };
182
183 /*
184  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
185  * used to determine whether there's something to be done.
186  */
187 #ifdef CONFIG_SMP
188 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
189 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
190         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
191 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
192 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
193 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
194 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
195 #else
196 typedef unsigned long mayday_mask_t;
197 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
198 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
199 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
200 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
201 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
202 #endif
203
204 /*
205  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
206  * per-CPU workqueues:
207  */
208 struct workqueue_struct {
209         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
210         union {
211                 struct pool_workqueue __percpu          *pcpu;
212                 struct pool_workqueue                   *single;
213                 unsigned long                           v;
214         } pool_wq;                              /* I: pwq's */
215         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
216
217         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
218         int                     work_color;     /* F: current work color */
219         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
220         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
221         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
222         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
223         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
224
225         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
226         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
227
228         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
229         int                     saved_max_active; /* W: saved pwq max_active */
230 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
231         struct lockdep_map      lockdep_map;
232 #endif
233         char                    name[];         /* I: workqueue name */
234 };
235
236 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
238 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
240 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
241 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
242 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
244 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
245 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
246
247 #define CREATE_TRACE_POINTS
248 #include <trace/events/workqueue.h>
249
250 #define for_each_std_worker_pool(pool, cpu)                             \
251         for ((pool) = &std_worker_pools(cpu)[0];                        \
252              (pool) < &std_worker_pools(cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; (pool)++)
253
254 #define for_each_busy_worker(worker, i, pool)                           \
255         hash_for_each(pool->busy_hash, i, worker, hentry)
256
257 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
258                                 unsigned int sw)
259 {
260         if (cpu < nr_cpu_ids) {
261                 if (sw & 1) {
262                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
263                         if (cpu < nr_cpu_ids)
264                                 return cpu;
265                 }
266                 if (sw & 2)
267                         return WORK_CPU_UNBOUND;
268         }
269         return WORK_CPU_END;
270 }
271
272 static inline int __next_pwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
273                                  struct workqueue_struct *wq)
274 {
275         return __next_wq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
276 }
277
278 /*
279  * CPU iterators
280  *
281  * An extra cpu number is defined using an invalid cpu number
282  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
283  * specific CPU.  The following iterators are similar to for_each_*_cpu()
284  * iterators but also considers the unbound CPU.
285  *
286  * for_each_wq_cpu()            : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
287  * for_each_online_wq_cpu()     : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
288  * for_each_pwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
289  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
290  */
291 #define for_each_wq_cpu(cpu)                                            \
292         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);           \
293              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
294              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
295
296 #define for_each_online_wq_cpu(cpu)                                     \
297         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);             \
298              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
299              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
300
301 #define for_each_pwq_cpu(cpu, wq)                                       \
302         for ((cpu) = __next_pwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));       \
303              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
304              (cpu) = __next_pwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
305
306 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
307
308 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
309
310 static void *work_debug_hint(void *addr)
311 {
312         return ((struct work_struct *) addr)->func;
313 }
314
315 /*
316  * fixup_init is called when:
317  * - an active object is initialized
318  */
319 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
320 {
321         struct work_struct *work = addr;
322
323         switch (state) {
324         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
325                 cancel_work_sync(work);
326                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
327                 return 1;
328         default:
329                 return 0;
330         }
331 }
332
333 /*
334  * fixup_activate is called when:
335  * - an active object is activated
336  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
337  */
338 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
339 {
340         struct work_struct *work = addr;
341
342         switch (state) {
343
344         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
345                 /*
346                  * This is not really a fixup. The work struct was
347                  * statically initialized. We just make sure that it
348                  * is tracked in the object tracker.
349                  */
350                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
351                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
352                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
353                         return 0;
354                 }
355                 WARN_ON_ONCE(1);
356                 return 0;
357
358         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
359                 WARN_ON(1);
360
361         default:
362                 return 0;
363         }
364 }
365
366 /*
367  * fixup_free is called when:
368  * - an active object is freed
369  */
370 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
371 {
372         struct work_struct *work = addr;
373
374         switch (state) {
375         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
376                 cancel_work_sync(work);
377                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
378                 return 1;
379         default:
380                 return 0;
381         }
382 }
383
384 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
385         .name           = "work_struct",
386         .debug_hint     = work_debug_hint,
387         .fixup_init     = work_fixup_init,
388         .fixup_activate = work_fixup_activate,
389         .fixup_free     = work_fixup_free,
390 };
391
392 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
393 {
394         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
395 }
396
397 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
398 {
399         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
400 }
401
402 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
403 {
404         if (onstack)
405                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
406         else
407                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
408 }
409 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
410
411 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
412 {
413         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
414 }
415 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
416
417 #else
418 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
419 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
420 #endif
421
422 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
423 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
424 static LIST_HEAD(workqueues);
425 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
426
427 /*
428  * The CPU and unbound standard worker pools.  The unbound ones have
429  * POOL_DISASSOCIATED set, and their workers have WORKER_UNBOUND set.
430  */
431 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
432                                      cpu_std_worker_pools);
433 static struct worker_pool unbound_std_worker_pools[NR_STD_WORKER_POOLS];
434
435 /* idr of all pools */
436 static DEFINE_MUTEX(worker_pool_idr_mutex);
437 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);
438
439 static int worker_thread(void *__worker);
440
441 static struct worker_pool *std_worker_pools(int cpu)
442 {
443         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
444                 return per_cpu(cpu_std_worker_pools, cpu);
445         else
446                 return unbound_std_worker_pools;
447 }
448
449 static int std_worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
450 {
451         return pool - std_worker_pools(pool->cpu);
452 }
453
454 /* allocate ID and assign it to @pool */
455 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
456 {
457         int ret;
458
459         mutex_lock(&worker_pool_idr_mutex);
460         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, 0, GFP_KERNEL);
461         if (ret >= 0)
462                 pool->id = ret;
463         mutex_unlock(&worker_pool_idr_mutex);
464
465         return ret < 0 ? ret : 0;
466 }
467
468 /*
469  * Lookup worker_pool by id.  The idr currently is built during boot and
470  * never modified.  Don't worry about locking for now.
471  */
472 static struct worker_pool *worker_pool_by_id(int pool_id)
473 {
474         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
475 }
476
477 static struct worker_pool *get_std_worker_pool(int cpu, bool highpri)
478 {
479         struct worker_pool *pools = std_worker_pools(cpu);
480
481         return &pools[highpri];
482 }
483
484 static struct pool_workqueue *get_pwq(unsigned int cpu,
485                                       struct workqueue_struct *wq)
486 {
487         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
488                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
489                         return per_cpu_ptr(wq->pool_wq.pcpu, cpu);
490         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
491                 return wq->pool_wq.single;
492         return NULL;
493 }
494
495 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
496 {
497         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
498 }
499
500 static int get_work_color(struct work_struct *work)
501 {
502         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
503                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
504 }
505
506 static int work_next_color(int color)
507 {
508         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
509 }
510
511 /*
512  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
513  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
514  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
515  *
516  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
517  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
518  * work->data.  These functions should only be called while the work is
519  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
520  *
521  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
522  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
523  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
524  * available only while the work item is queued.
525  *
526  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
527  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
528  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
529  * try to steal the PENDING bit.
530  */
531 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
532                                  unsigned long flags)
533 {
534         BUG_ON(!work_pending(work));
535         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
536 }
537
538 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
539                          unsigned long extra_flags)
540 {
541         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
542                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
543 }
544
545 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
546                                            int pool_id)
547 {
548         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
549                       WORK_STRUCT_PENDING);
550 }
551
552 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
553                                             int pool_id)
554 {
555         /*
556          * The following wmb is paired with the implied mb in
557          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
558          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
559          * owner.
560          */
561         smp_wmb();
562         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
563 }
564
565 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
566 {
567         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
568         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
569 }
570
571 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
572 {
573         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
574
575         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
576                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
577         else
578                 return NULL;
579 }
580
581 /**
582  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
583  * @work: the work item of interest
584  *
585  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
586  */
587 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
588 {
589         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
590         struct worker_pool *pool;
591         int pool_id;
592
593         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
594                 return ((struct pool_workqueue *)
595                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
596
597         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
598         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
599                 return NULL;
600
601         pool = worker_pool_by_id(pool_id);
602         WARN_ON_ONCE(!pool);
603         return pool;
604 }
605
606 /**
607  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
608  * @work: the work item of interest
609  *
610  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
611  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
612  */
613 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
614 {
615         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
616
617         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
618                 return ((struct pool_workqueue *)
619                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
620
621         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
622 }
623
624 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
625 {
626         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
627
628         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
629         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
630 }
631
632 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
633 {
634         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
635
636         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
637 }
638
639 /*
640  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
641  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
642  * they're being called with pool->lock held.
643  */
644
645 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
646 {
647         return !atomic_read(&pool->nr_running);
648 }
649
650 /*
651  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
652  * running workers.
653  *
654  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
655  * function will always return %true for unbound pools as long as the
656  * worklist isn't empty.
657  */
658 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
659 {
660         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
661 }
662
663 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
664 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
665 {
666         return pool->nr_idle;
667 }
668
669 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
670 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
671 {
672         return !list_empty(&pool->worklist) &&
673                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
674 }
675
676 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
677 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
678 {
679         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
680 }
681
682 /* Do I need to be the manager? */
683 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
684 {
685         return need_to_create_worker(pool) ||
686                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
687 }
688
689 /* Do we have too many workers and should some go away? */
690 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
691 {
692         bool managing = pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS;
693         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
694         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
695
696         /*
697          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
698          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
699          */
700         if (list_empty(&pool->idle_list))
701                 return false;
702
703         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
704 }
705
706 /*
707  * Wake up functions.
708  */
709
710 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
711 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
712 {
713         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
714                 return NULL;
715
716         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
717 }
718
719 /**
720  * wake_up_worker - wake up an idle worker
721  * @pool: worker pool to wake worker from
722  *
723  * Wake up the first idle worker of @pool.
724  *
725  * CONTEXT:
726  * spin_lock_irq(pool->lock).
727  */
728 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
729 {
730         struct worker *worker = first_worker(pool);
731
732         if (likely(worker))
733                 wake_up_process(worker->task);
734 }
735
736 /**
737  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
738  * @task: task waking up
739  * @cpu: CPU @task is waking up to
740  *
741  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
742  * being awoken.
743  *
744  * CONTEXT:
745  * spin_lock_irq(rq->lock)
746  */
747 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
748 {
749         struct worker *worker = kthread_data(task);
750
751         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
752                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
753                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
754         }
755 }
756
757 /**
758  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
759  * @task: task going to sleep
760  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
761  *
762  * This function is called during schedule() when a busy worker is
763  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
764  * returning pointer to its task.
765  *
766  * CONTEXT:
767  * spin_lock_irq(rq->lock)
768  *
769  * RETURNS:
770  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
771  */
772 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
773                                        unsigned int cpu)
774 {
775         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
776         struct worker_pool *pool;
777
778         /*
779          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
780          * workers, also reach here, let's not access anything before
781          * checking NOT_RUNNING.
782          */
783         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
784                 return NULL;
785
786         pool = worker->pool;
787
788         /* this can only happen on the local cpu */
789         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
790
791         /*
792          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
793          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
794          * Please read comment there.
795          *
796          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
797          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
798          * disabled, which in turn means that none else could be
799          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
800          * lock is safe.
801          */
802         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
803             !list_empty(&pool->worklist))
804                 to_wakeup = first_worker(pool);
805         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
806 }
807
808 /**
809  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
810  * @worker: self
811  * @flags: flags to set
812  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
813  *
814  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
815  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
816  * woken up.
817  *
818  * CONTEXT:
819  * spin_lock_irq(pool->lock)
820  */
821 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
822                                     bool wakeup)
823 {
824         struct worker_pool *pool = worker->pool;
825
826         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
827
828         /*
829          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
830          * wake up an idle worker as necessary if requested by
831          * @wakeup.
832          */
833         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
834             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
835                 if (wakeup) {
836                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
837                             !list_empty(&pool->worklist))
838                                 wake_up_worker(pool);
839                 } else
840                         atomic_dec(&pool->nr_running);
841         }
842
843         worker->flags |= flags;
844 }
845
846 /**
847  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
848  * @worker: self
849  * @flags: flags to clear
850  *
851  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
852  *
853  * CONTEXT:
854  * spin_lock_irq(pool->lock)
855  */
856 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
857 {
858         struct worker_pool *pool = worker->pool;
859         unsigned int oflags = worker->flags;
860
861         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
862
863         worker->flags &= ~flags;
864
865         /*
866          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
867          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
868          * of multiple flags, not a single flag.
869          */
870         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
871                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
872                         atomic_inc(&pool->nr_running);
873 }
874
875 /**
876  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
877  * @pool: pool of interest
878  * @work: work to find worker for
879  *
880  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
881  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
882  * to match, its current execution should match the address of @work and
883  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
884  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
885  * being executed.
886  *
887  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
888  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
889  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
890  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
891  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
892  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
893  *
894  * This function checks the work item address, work function and workqueue
895  * to avoid false positives.  Note that this isn't complete as one may
896  * construct a work function which can introduce dependency onto itself
897  * through a recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself
898  * in the foot that badly, there's only so much we can do, and if such
899  * deadlock actually occurs, it should be easy to locate the culprit work
900  * function.
901  *
902  * CONTEXT:
903  * spin_lock_irq(pool->lock).
904  *
905  * RETURNS:
906  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
907  * otherwise.
908  */
909 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
910                                                  struct work_struct *work)
911 {
912         struct worker *worker;
913
914         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
915                                (unsigned long)work)
916                 if (worker->current_work == work &&
917                     worker->current_func == work->func)
918                         return worker;
919
920         return NULL;
921 }
922
923 /**
924  * move_linked_works - move linked works to a list
925  * @work: start of series of works to be scheduled
926  * @head: target list to append @work to
927  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
928  *
929  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
930  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
931  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
932  *
933  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
934  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
935  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
936  *
937  * CONTEXT:
938  * spin_lock_irq(pool->lock).
939  */
940 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
941                               struct work_struct **nextp)
942 {
943         struct work_struct *n;
944
945         /*
946          * Linked worklist will always end before the end of the list,
947          * use NULL for list head.
948          */
949         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
950                 list_move_tail(&work->entry, head);
951                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
952                         break;
953         }
954
955         /*
956          * If we're already inside safe list traversal and have moved
957          * multiple works to the scheduled queue, the next position
958          * needs to be updated.
959          */
960         if (nextp)
961                 *nextp = n;
962 }
963
964 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
965 {
966         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
967
968         trace_workqueue_activate_work(work);
969         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
970         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
971         pwq->nr_active++;
972 }
973
974 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
975 {
976         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
977                                                     struct work_struct, entry);
978
979         pwq_activate_delayed_work(work);
980 }
981
982 /**
983  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
984  * @pwq: pwq of interest
985  * @color: color of work which left the queue
986  *
987  * A work either has completed or is removed from pending queue,
988  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
989  *
990  * CONTEXT:
991  * spin_lock_irq(pool->lock).
992  */
993 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
994 {
995         /* ignore uncolored works */
996         if (color == WORK_NO_COLOR)
997                 return;
998
999         pwq->nr_in_flight[color]--;
1000
1001         pwq->nr_active--;
1002         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1003                 /* one down, submit a delayed one */
1004                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1005                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1006         }
1007
1008         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1009         if (likely(pwq->flush_color != color))
1010                 return;
1011
1012         /* are there still in-flight works? */
1013         if (pwq->nr_in_flight[color])
1014                 return;
1015
1016         /* this pwq is done, clear flush_color */
1017         pwq->flush_color = -1;
1018
1019         /*
1020          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1021          * will handle the rest.
1022          */
1023         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1024                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1025 }
1026
1027 /**
1028  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1029  * @work: work item to steal
1030  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1031  * @flags: place to store irq state
1032  *
1033  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1034  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1035  *
1036  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1037  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1038  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1039  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1040  *              for arbitrarily long
1041  *
1042  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1043  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1044  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1045  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1046  *
1047  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1048  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1049  *
1050  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1051  */
1052 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1053                                unsigned long *flags)
1054 {
1055         struct worker_pool *pool;
1056         struct pool_workqueue *pwq;
1057
1058         local_irq_save(*flags);
1059
1060         /* try to steal the timer if it exists */
1061         if (is_dwork) {
1062                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1063
1064                 /*
1065                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1066                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1067                  * running on the local CPU.
1068                  */
1069                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1070                         return 1;
1071         }
1072
1073         /* try to claim PENDING the normal way */
1074         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1075                 return 0;
1076
1077         /*
1078          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1079          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1080          */
1081         pool = get_work_pool(work);
1082         if (!pool)
1083                 goto fail;
1084
1085         spin_lock(&pool->lock);
1086         /*
1087          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1088          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1089          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1090          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1091          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1092          * item is currently queued on that pool.
1093          */
1094         pwq = get_work_pwq(work);
1095         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1096                 debug_work_deactivate(work);
1097
1098                 /*
1099                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1100                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1101                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1102                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1103                  * item is activated before grabbing.
1104                  */
1105                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1106                         pwq_activate_delayed_work(work);
1107
1108                 list_del_init(&work->entry);
1109                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1110
1111                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1112                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1113
1114                 spin_unlock(&pool->lock);
1115                 return 1;
1116         }
1117         spin_unlock(&pool->lock);
1118 fail:
1119         local_irq_restore(*flags);
1120         if (work_is_canceling(work))
1121                 return -ENOENT;
1122         cpu_relax();
1123         return -EAGAIN;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * insert_work - insert a work into a pool
1128  * @pwq: pwq @work belongs to
1129  * @work: work to insert
1130  * @head: insertion point
1131  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1132  *
1133  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1134  * work_struct flags.
1135  *
1136  * CONTEXT:
1137  * spin_lock_irq(pool->lock).
1138  */
1139 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1140                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1141 {
1142         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1143
1144         /* we own @work, set data and link */
1145         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1146         list_add_tail(&work->entry, head);
1147
1148         /*
1149          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
1150          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
1151          * lying around lazily while there are works to be processed.
1152          */
1153         smp_mb();
1154
1155         if (__need_more_worker(pool))
1156                 wake_up_worker(pool);
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1161  * same workqueue.
1162  */
1163 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1164 {
1165         struct worker *worker;
1166
1167         worker = current_wq_worker();
1168         /*
1169          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1170          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1171          */
1172         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1173 }
1174
1175 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1176                          struct work_struct *work)
1177 {
1178         struct pool_workqueue *pwq;
1179         struct list_head *worklist;
1180         unsigned int work_flags;
1181         unsigned int req_cpu = cpu;
1182
1183         /*
1184          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1185          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1186          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1187          * happen with IRQ disabled.
1188          */
1189         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1190
1191         debug_work_activate(work);
1192
1193         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1194         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
1195             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1196                 return;
1197
1198         /* determine the pwq to use */
1199         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1200                 struct worker_pool *last_pool;
1201
1202                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1203                         cpu = raw_smp_processor_id();
1204
1205                 /*
1206                  * It's multi cpu.  If @work was previously on a different
1207                  * cpu, it might still be running there, in which case the
1208                  * work needs to be queued on that cpu to guarantee
1209                  * non-reentrancy.
1210                  */
1211                 pwq = get_pwq(cpu, wq);
1212                 last_pool = get_work_pool(work);
1213
1214                 if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1215                         struct worker *worker;
1216
1217                         spin_lock(&last_pool->lock);
1218
1219                         worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1220
1221                         if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1222                                 pwq = get_pwq(last_pool->cpu, wq);
1223                         } else {
1224                                 /* meh... not running there, queue here */
1225                                 spin_unlock(&last_pool->lock);
1226                                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1227                         }
1228                 } else {
1229                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1230                 }
1231         } else {
1232                 pwq = get_pwq(WORK_CPU_UNBOUND, wq);
1233                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1234         }
1235
1236         /* pwq determined, queue */
1237         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1238
1239         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1240                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1241                 return;
1242         }
1243
1244         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1245         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1246
1247         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1248                 trace_workqueue_activate_work(work);
1249                 pwq->nr_active++;
1250                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1251         } else {
1252                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1253                 worklist = &pwq->delayed_works;
1254         }
1255
1256         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1257
1258         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1259 }
1260
1261 /**
1262  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1263  * @cpu: CPU number to execute work on
1264  * @wq: workqueue to use
1265  * @work: work to queue
1266  *
1267  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1268  *
1269  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1270  * can't go away.
1271  */
1272 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1273                    struct work_struct *work)
1274 {
1275         bool ret = false;
1276         unsigned long flags;
1277
1278         local_irq_save(flags);
1279
1280         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1281                 __queue_work(cpu, wq, work);
1282                 ret = true;
1283         }
1284
1285         local_irq_restore(flags);
1286         return ret;
1287 }
1288 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1289
1290 /**
1291  * queue_work - queue work on a workqueue
1292  * @wq: workqueue to use
1293  * @work: work to queue
1294  *
1295  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1296  *
1297  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1298  * it can be processed by another CPU.
1299  */
1300 bool queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1301 {
1302         return queue_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, work);
1303 }
1304 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1305
1306 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1307 {
1308         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1309
1310         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1311         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1314
1315 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1316                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1317 {
1318         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1319         struct work_struct *work = &dwork->work;
1320
1321         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1322                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1323         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1324         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1325
1326         /*
1327          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1328          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1329          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1330          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1331          */
1332         if (!delay) {
1333                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1334                 return;
1335         }
1336
1337         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1338
1339         dwork->wq = wq;
1340         dwork->cpu = cpu;
1341         timer->expires = jiffies + delay;
1342
1343         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1344                 add_timer_on(timer, cpu);
1345         else
1346                 add_timer(timer);
1347 }
1348
1349 /**
1350  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1351  * @cpu: CPU number to execute work on
1352  * @wq: workqueue to use
1353  * @dwork: work to queue
1354  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1355  *
1356  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1357  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1358  * execution.
1359  */
1360 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1361                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1362 {
1363         struct work_struct *work = &dwork->work;
1364         bool ret = false;
1365         unsigned long flags;
1366
1367         /* read the comment in __queue_work() */
1368         local_irq_save(flags);
1369
1370         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1371                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1372                 ret = true;
1373         }
1374
1375         local_irq_restore(flags);
1376         return ret;
1377 }
1378 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1379
1380 /**
1381  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1382  * @wq: workqueue to use
1383  * @dwork: delayable work to queue
1384  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1385  *
1386  * Equivalent to queue_delayed_work_on() but tries to use the local CPU.
1387  */
1388 bool queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1389                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1390 {
1391         return queue_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1394
1395 /**
1396  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1397  * @cpu: CPU number to execute work on
1398  * @wq: workqueue to use
1399  * @dwork: work to queue
1400  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1401  *
1402  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1403  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1404  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1405  * current state.
1406  *
1407  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1408  * pending and its timer was modified.
1409  *
1410  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1411  * See try_to_grab_pending() for details.
1412  */
1413 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1414                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1415 {
1416         unsigned long flags;
1417         int ret;
1418
1419         do {
1420                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1421         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1422
1423         if (likely(ret >= 0)) {
1424                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1425                 local_irq_restore(flags);
1426         }
1427
1428         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1429         return ret;
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1432
1433 /**
1434  * mod_delayed_work - modify delay of or queue a delayed work
1435  * @wq: workqueue to use
1436  * @dwork: work to queue
1437  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1438  *
1439  * mod_delayed_work_on() on local CPU.
1440  */
1441 bool mod_delayed_work(struct workqueue_struct *wq, struct delayed_work *dwork,
1442                       unsigned long delay)
1443 {
1444         return mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1445 }
1446 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work);
1447
1448 /**
1449  * worker_enter_idle - enter idle state
1450  * @worker: worker which is entering idle state
1451  *
1452  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1453  * necessary.
1454  *
1455  * LOCKING:
1456  * spin_lock_irq(pool->lock).
1457  */
1458 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1459 {
1460         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1461
1462         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1463         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1464                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1465
1466         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1467         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1468         pool->nr_idle++;
1469         worker->last_active = jiffies;
1470
1471         /* idle_list is LIFO */
1472         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1473
1474         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1475                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1476
1477         /*
1478          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1479          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1480          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1481          * unbind is not in progress.
1482          */
1483         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1484                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1485                      atomic_read(&pool->nr_running));
1486 }
1487
1488 /**
1489  * worker_leave_idle - leave idle state
1490  * @worker: worker which is leaving idle state
1491  *
1492  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1493  *
1494  * LOCKING:
1495  * spin_lock_irq(pool->lock).
1496  */
1497 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1498 {
1499         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1500
1501         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1502         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1503         pool->nr_idle--;
1504         list_del_init(&worker->entry);
1505 }
1506
1507 /**
1508  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock pool
1509  * @worker: self
1510  *
1511  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1512  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1513  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1514  * guaranteed to execute on the cpu.
1515  *
1516  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1517  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1518  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1519  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1520  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1521  * [dis]associated in the meantime.
1522  *
1523  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1524  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1525  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1526  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1527  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1528  *
1529  * CONTEXT:
1530  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1531  * held.
1532  *
1533  * RETURNS:
1534  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1535  * bound), %false if offline.
1536  */
1537 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1538 __acquires(&pool->lock)
1539 {
1540         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1541         struct task_struct *task = worker->task;
1542
1543         while (true) {
1544                 /*
1545                  * The following call may fail, succeed or succeed
1546                  * without actually migrating the task to the cpu if
1547                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1548                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1549                  */
1550                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1551                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(pool->cpu));
1552
1553                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1554                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1555                         return false;
1556                 if (task_cpu(task) == pool->cpu &&
1557                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1558                                   get_cpu_mask(pool->cpu)))
1559                         return true;
1560                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1561
1562                 /*
1563                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1564                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1565                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1566                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1567                  */
1568                 cpu_relax();
1569                 cond_resched();
1570         }
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Rebind an idle @worker to its CPU.  worker_thread() will test
1575  * list_empty(@worker->entry) before leaving idle and call this function.
1576  */
1577 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1578 {
1579         /* CPU may go down again inbetween, clear UNBOUND only on success */
1580         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1581                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1582
1583         /* rebind complete, become available again */
1584         list_add(&worker->entry, &worker->pool->idle_list);
1585         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1590  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1591  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1592  * executed twice without intervening cpu down.
1593  */
1594 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1595 {
1596         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1597
1598         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1599                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1600
1601         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
1606  * @pool: pool of interest
1607  *
1608  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1609  * is different for idle and busy ones.
1610  *
1611  * Idle ones will be removed from the idle_list and woken up.  They will
1612  * add themselves back after completing rebind.  This ensures that the
1613  * idle_list doesn't contain any unbound workers when re-bound busy workers
1614  * try to perform local wake-ups for concurrency management.
1615  *
1616  * Busy workers can rebind after they finish their current work items.
1617  * Queueing the rebind work item at the head of the scheduled list is
1618  * enough.  Note that nr_running will be properly bumped as busy workers
1619  * rebind.
1620  *
1621  * On return, all non-manager workers are scheduled for rebind - see
1622  * manage_workers() for the manager special case.  Any idle worker
1623  * including the manager will not appear on @idle_list until rebind is
1624  * complete, making local wake-ups safe.
1625  */
1626 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
1627 {
1628         struct worker *worker, *n;
1629         int i;
1630
1631         lockdep_assert_held(&pool->assoc_mutex);
1632         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1633
1634         /* dequeue and kick idle ones */
1635         list_for_each_entry_safe(worker, n, &pool->idle_list, entry) {
1636                 /*
1637                  * idle workers should be off @pool->idle_list until rebind
1638                  * is complete to avoid receiving premature local wake-ups.
1639                  */
1640                 list_del_init(&worker->entry);
1641
1642                 /*
1643                  * worker_thread() will see the above dequeuing and call
1644                  * idle_worker_rebind().
1645                  */
1646                 wake_up_process(worker->task);
1647         }
1648
1649         /* rebind busy workers */
1650         for_each_busy_worker(worker, i, pool) {
1651                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1652                 struct workqueue_struct *wq;
1653
1654                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1655                                      work_data_bits(rebind_work)))
1656                         continue;
1657
1658                 debug_work_activate(rebind_work);
1659
1660                 /*
1661                  * wq doesn't really matter but let's keep @worker->pool
1662                  * and @pwq->pool consistent for sanity.
1663                  */
1664                 if (std_worker_pool_pri(worker->pool))
1665                         wq = system_highpri_wq;
1666                 else
1667                         wq = system_wq;
1668
1669                 insert_work(get_pwq(pool->cpu, wq), rebind_work,
1670                             worker->scheduled.next,
1671                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1672         }
1673 }
1674
1675 static struct worker *alloc_worker(void)
1676 {
1677         struct worker *worker;
1678
1679         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1680         if (worker) {
1681                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1682                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1683                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1684                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1685                 worker->flags = WORKER_PREP;
1686         }
1687         return worker;
1688 }
1689
1690 /**
1691  * create_worker - create a new workqueue worker
1692  * @pool: pool the new worker will belong to
1693  *
1694  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1695  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1696  * destroy_worker().
1697  *
1698  * CONTEXT:
1699  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1700  *
1701  * RETURNS:
1702  * Pointer to the newly created worker.
1703  */
1704 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1705 {
1706         const char *pri = std_worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1707         struct worker *worker = NULL;
1708         int id = -1;
1709
1710         spin_lock_irq(&pool->lock);
1711         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1712                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1713                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1714                         goto fail;
1715                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1716         }
1717         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1718
1719         worker = alloc_worker();
1720         if (!worker)
1721                 goto fail;
1722
1723         worker->pool = pool;
1724         worker->id = id;
1725
1726         if (pool->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1727                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1728                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1729                                         "kworker/%u:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1730         else
1731                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1732                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1733         if (IS_ERR(worker->task))
1734                 goto fail;
1735
1736         if (std_worker_pool_pri(pool))
1737                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1738
1739         /*
1740          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1741          * %POOL_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1742          * flag remains stable across this function.  See the comments
1743          * above the flag definition for details.
1744          *
1745          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1746          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1747          */
1748         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
1749                 kthread_bind(worker->task, pool->cpu);
1750         } else {
1751                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1752                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1753         }
1754
1755         return worker;
1756 fail:
1757         if (id >= 0) {
1758                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1759                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1760                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1761         }
1762         kfree(worker);
1763         return NULL;
1764 }
1765
1766 /**
1767  * start_worker - start a newly created worker
1768  * @worker: worker to start
1769  *
1770  * Make the pool aware of @worker and start it.
1771  *
1772  * CONTEXT:
1773  * spin_lock_irq(pool->lock).
1774  */
1775 static void start_worker(struct worker *worker)
1776 {
1777         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1778         worker->pool->nr_workers++;
1779         worker_enter_idle(worker);
1780         wake_up_process(worker->task);
1781 }
1782
1783 /**
1784  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1785  * @worker: worker to be destroyed
1786  *
1787  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1788  *
1789  * CONTEXT:
1790  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1791  */
1792 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1793 {
1794         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1795         int id = worker->id;
1796
1797         /* sanity check frenzy */
1798         BUG_ON(worker->current_work);
1799         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1800
1801         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1802                 pool->nr_workers--;
1803         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1804                 pool->nr_idle--;
1805
1806         list_del_init(&worker->entry);
1807         worker->flags |= WORKER_DIE;
1808
1809         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1810
1811         kthread_stop(worker->task);
1812         kfree(worker);
1813
1814         spin_lock_irq(&pool->lock);
1815         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1816 }
1817
1818 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1819 {
1820         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1821
1822         spin_lock_irq(&pool->lock);
1823
1824         if (too_many_workers(pool)) {
1825                 struct worker *worker;
1826                 unsigned long expires;
1827
1828                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1829                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1830                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1831
1832                 if (time_before(jiffies, expires))
1833                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1834                 else {
1835                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1836                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1837                         wake_up_worker(pool);
1838                 }
1839         }
1840
1841         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1842 }
1843
1844 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1845 {
1846         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1847         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1848         unsigned int cpu;
1849
1850         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1851                 return false;
1852
1853         /* mayday mayday mayday */
1854         cpu = pwq->pool->cpu;
1855         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1856         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1857                 cpu = 0;
1858         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1859                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1860         return true;
1861 }
1862
1863 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1864 {
1865         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1866         struct work_struct *work;
1867
1868         spin_lock_irq(&pool->lock);
1869
1870         if (need_to_create_worker(pool)) {
1871                 /*
1872                  * We've been trying to create a new worker but
1873                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1874                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1875                  * rescuers.
1876                  */
1877                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1878                         send_mayday(work);
1879         }
1880
1881         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1882
1883         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1884 }
1885
1886 /**
1887  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1888  * @pool: pool to create a new worker for
1889  *
1890  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1891  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1892  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1893  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1894  * possible allocation deadlock.
1895  *
1896  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1897  * may_start_working() true.
1898  *
1899  * LOCKING:
1900  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1901  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1902  * manager.
1903  *
1904  * RETURNS:
1905  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1906  * otherwise.
1907  */
1908 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1909 __releases(&pool->lock)
1910 __acquires(&pool->lock)
1911 {
1912         if (!need_to_create_worker(pool))
1913                 return false;
1914 restart:
1915         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1916
1917         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1918         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1919
1920         while (true) {
1921                 struct worker *worker;
1922
1923                 worker = create_worker(pool);
1924                 if (worker) {
1925                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1926                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1927                         start_worker(worker);
1928                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1929                         return true;
1930                 }
1931
1932                 if (!need_to_create_worker(pool))
1933                         break;
1934
1935                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1936                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1937
1938                 if (!need_to_create_worker(pool))
1939                         break;
1940         }
1941
1942         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1943         spin_lock_irq(&pool->lock);
1944         if (need_to_create_worker(pool))
1945                 goto restart;
1946         return true;
1947 }
1948
1949 /**
1950  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1951  * @pool: pool to destroy workers for
1952  *
1953  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1954  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1955  *
1956  * LOCKING:
1957  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1958  * multiple times.  Called only from manager.
1959  *
1960  * RETURNS:
1961  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1962  * otherwise.
1963  */
1964 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1965 {
1966         bool ret = false;
1967
1968         while (too_many_workers(pool)) {
1969                 struct worker *worker;
1970                 unsigned long expires;
1971
1972                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1973                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1974
1975                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1976                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1977                         break;
1978                 }
1979
1980                 destroy_worker(worker);
1981                 ret = true;
1982         }
1983
1984         return ret;
1985 }
1986
1987 /**
1988  * manage_workers - manage worker pool
1989  * @worker: self
1990  *
1991  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1992  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1993  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1994  *
1995  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1996  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1997  * and may_start_working() is true.
1998  *
1999  * CONTEXT:
2000  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2001  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2002  *
2003  * RETURNS:
2004  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2005  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2006  */
2007 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2008 {
2009         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2010         bool ret = false;
2011
2012         if (pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS)
2013                 return ret;
2014
2015         pool->flags |= POOL_MANAGING_WORKERS;
2016
2017         /*
2018          * To simplify both worker management and CPU hotplug, hold off
2019          * management while hotplug is in progress.  CPU hotplug path can't
2020          * grab %POOL_MANAGING_WORKERS to achieve this because that can
2021          * lead to idle worker depletion (all become busy thinking someone
2022          * else is managing) which in turn can result in deadlock under
2023          * extreme circumstances.  Use @pool->assoc_mutex to synchronize
2024          * manager against CPU hotplug.
2025          *
2026          * assoc_mutex would always be free unless CPU hotplug is in
2027          * progress.  trylock first without dropping @pool->lock.
2028          */
2029         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->assoc_mutex))) {
2030                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2031                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
2032                 /*
2033                  * CPU hotplug could have happened while we were waiting
2034                  * for assoc_mutex.  Hotplug itself can't handle us
2035                  * because manager isn't either on idle or busy list, and
2036                  * @pool's state and ours could have deviated.
2037                  *
2038                  * As hotplug is now excluded via assoc_mutex, we can
2039                  * simply try to bind.  It will succeed or fail depending
2040                  * on @pool's current state.  Try it and adjust
2041                  * %WORKER_UNBOUND accordingly.
2042                  */
2043                 if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
2044                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
2045                 else
2046                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
2047
2048                 ret = true;
2049         }
2050
2051         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2052
2053         /*
2054          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2055          * on return.
2056          */
2057         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2058         ret |= maybe_create_worker(pool);
2059
2060         pool->flags &= ~POOL_MANAGING_WORKERS;
2061         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
2062         return ret;
2063 }
2064
2065 /**
2066  * process_one_work - process single work
2067  * @worker: self
2068  * @work: work to process
2069  *
2070  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2071  * process a single work including synchronization against and
2072  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2073  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2074  * call this function to process a work.
2075  *
2076  * CONTEXT:
2077  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2078  */
2079 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2080 __releases(&pool->lock)
2081 __acquires(&pool->lock)
2082 {
2083         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2084         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2085         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2086         int work_color;
2087         struct worker *collision;
2088 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2089         /*
2090          * It is permissible to free the struct work_struct from
2091          * inside the function that is called from it, this we need to
2092          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2093          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2094          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2095          */
2096         struct lockdep_map lockdep_map;
2097
2098         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2099 #endif
2100         /*
2101          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2102          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2103          * unbound or a disassociated pool.
2104          */
2105         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2106                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2107                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2108
2109         /*
2110          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2111          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2112          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2113          * currently executing one.
2114          */
2115         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2116         if (unlikely(collision)) {
2117                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2118                 return;
2119         }
2120
2121         /* claim and dequeue */
2122         debug_work_deactivate(work);
2123         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2124         worker->current_work = work;
2125         worker->current_func = work->func;
2126         worker->current_pwq = pwq;
2127         work_color = get_work_color(work);
2128
2129         list_del_init(&work->entry);
2130
2131         /*
2132          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2133          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2134          */
2135         if (unlikely(cpu_intensive))
2136                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2137
2138         /*
2139          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2140          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2141          */
2142         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2143                 wake_up_worker(pool);
2144
2145         /*
2146          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2147          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2148          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2149          * disabled.
2150          */
2151         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2152
2153         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2154
2155         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2156         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2157         trace_workqueue_execute_start(work);
2158         worker->current_func(work);
2159         /*
2160          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2161          * point will only record its address.
2162          */
2163         trace_workqueue_execute_end(work);
2164         lock_map_release(&lockdep_map);
2165         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2166
2167         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2168                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2169                        "     last function: %pf\n",
2170                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2171                        worker->current_func);
2172                 debug_show_held_locks(current);
2173                 dump_stack();
2174         }
2175
2176         spin_lock_irq(&pool->lock);
2177
2178         /* clear cpu intensive status */
2179         if (unlikely(cpu_intensive))
2180                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2181
2182         /* we're done with it, release */
2183         hash_del(&worker->hentry);
2184         worker->current_work = NULL;
2185         worker->current_func = NULL;
2186         worker->current_pwq = NULL;
2187         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2188 }
2189
2190 /**
2191  * process_scheduled_works - process scheduled works
2192  * @worker: self
2193  *
2194  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2195  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2196  * fetches a work from the top and executes it.
2197  *
2198  * CONTEXT:
2199  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2200  * multiple times.
2201  */
2202 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2203 {
2204         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2205                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2206                                                 struct work_struct, entry);
2207                 process_one_work(worker, work);
2208         }
2209 }
2210
2211 /**
2212  * worker_thread - the worker thread function
2213  * @__worker: self
2214  *
2215  * The worker thread function.  There are NR_CPU_WORKER_POOLS dynamic pools
2216  * of these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2217  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2218  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2219  * rescuer_thread().
2220  */
2221 static int worker_thread(void *__worker)
2222 {
2223         struct worker *worker = __worker;
2224         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2225
2226         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2227         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2228 woke_up:
2229         spin_lock_irq(&pool->lock);
2230
2231         /* we are off idle list if destruction or rebind is requested */
2232         if (unlikely(list_empty(&worker->entry))) {
2233                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2234
2235                 /* if DIE is set, destruction is requested */
2236                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2237                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2238                         return 0;
2239                 }
2240
2241                 /* otherwise, rebind */
2242                 idle_worker_rebind(worker);
2243                 goto woke_up;
2244         }
2245
2246         worker_leave_idle(worker);
2247 recheck:
2248         /* no more worker necessary? */
2249         if (!need_more_worker(pool))
2250                 goto sleep;
2251
2252         /* do we need to manage? */
2253         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2254                 goto recheck;
2255
2256         /*
2257          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2258          * preparing to process a work or actually processing it.
2259          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2260          */
2261         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2262
2263         /*
2264          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2265          * at least one idle worker or that someone else has already
2266          * assumed the manager role.
2267          */
2268         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2269
2270         do {
2271                 struct work_struct *work =
2272                         list_first_entry(&pool->worklist,
2273                                          struct work_struct, entry);
2274
2275                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2276                         /* optimization path, not strictly necessary */
2277                         process_one_work(worker, work);
2278                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2279                                 process_scheduled_works(worker);
2280                 } else {
2281                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2282                         process_scheduled_works(worker);
2283                 }
2284         } while (keep_working(pool));
2285
2286         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2287 sleep:
2288         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2289                 goto recheck;
2290
2291         /*
2292          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2293          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2294          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2295          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2296          * event.
2297          */
2298         worker_enter_idle(worker);
2299         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2300         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2301         schedule();
2302         goto woke_up;
2303 }
2304
2305 /**
2306  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2307  * @__rescuer: self
2308  *
2309  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2310  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2311  *
2312  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2313  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2314  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2315  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2316  * the problem rescuer solves.
2317  *
2318  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2319  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2320  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2321  *
2322  * This should happen rarely.
2323  */
2324 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2325 {
2326         struct worker *rescuer = __rescuer;
2327         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2328         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2329         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2330         unsigned int cpu;
2331
2332         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2333
2334         /*
2335          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2336          * doesn't participate in concurrency management.
2337          */
2338         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2339 repeat:
2340         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2341
2342         if (kthread_should_stop()) {
2343                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2344                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2345                 return 0;
2346         }
2347
2348         /*
2349          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2350          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2351          */
2352         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2353                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2354                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(tcpu, wq);
2355                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2356                 struct work_struct *work, *n;
2357
2358                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2359                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2360
2361                 /* migrate to the target cpu if possible */
2362                 rescuer->pool = pool;
2363                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2364
2365                 /*
2366                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2367                  * process'em.
2368                  */
2369                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2370                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2371                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2372                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2373
2374                 process_scheduled_works(rescuer);
2375
2376                 /*
2377                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2378                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2379                  * and stalling the execution.
2380                  */
2381                 if (keep_working(pool))
2382                         wake_up_worker(pool);
2383
2384                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2385         }
2386
2387         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2388         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2389         schedule();
2390         goto repeat;
2391 }
2392
2393 struct wq_barrier {
2394         struct work_struct      work;
2395         struct completion       done;
2396 };
2397
2398 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2399 {
2400         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2401         complete(&barr->done);
2402 }
2403
2404 /**
2405  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2406  * @pwq: pwq to insert barrier into
2407  * @barr: wq_barrier to insert
2408  * @target: target work to attach @barr to
2409  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2410  *
2411  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2412  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2413  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2414  * cpu.
2415  *
2416  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2417  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2418  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2419  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2420  * after a work with LINKED flag set.
2421  *
2422  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2423  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2424  *
2425  * CONTEXT:
2426  * spin_lock_irq(pool->lock).
2427  */
2428 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2429                               struct wq_barrier *barr,
2430                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2431 {
2432         struct list_head *head;
2433         unsigned int linked = 0;
2434
2435         /*
2436          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2437          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2438          * checks and call back into the fixup functions where we
2439          * might deadlock.
2440          */
2441         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2442         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2443         init_completion(&barr->done);
2444
2445         /*
2446          * If @target is currently being executed, schedule the
2447          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2448          */
2449         if (worker)
2450                 head = worker->scheduled.next;
2451         else {
2452                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2453
2454                 head = target->entry.next;
2455                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2456                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2457                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2458         }
2459
2460         debug_work_activate(&barr->work);
2461         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2462                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2463 }
2464
2465 /**
2466  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2467  * @wq: workqueue being flushed
2468  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2469  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2470  *
2471  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2472  *
2473  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2474  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2475  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2476  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2477  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2478  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2479  *
2480  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2481  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2482  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2483  * is returned.
2484  *
2485  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2486  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2487  * advanced to @work_color.
2488  *
2489  * CONTEXT:
2490  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2491  *
2492  * RETURNS:
2493  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2494  * otherwise.
2495  */
2496 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2497                                       int flush_color, int work_color)
2498 {
2499         bool wait = false;
2500         unsigned int cpu;
2501
2502         if (flush_color >= 0) {
2503                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2504                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2505         }
2506
2507         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
2508                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
2509                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2510
2511                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2512
2513                 if (flush_color >= 0) {
2514                         BUG_ON(pwq->flush_color != -1);
2515
2516                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2517                                 pwq->flush_color = flush_color;
2518                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2519                                 wait = true;
2520                         }
2521                 }
2522
2523                 if (work_color >= 0) {
2524                         BUG_ON(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2525                         pwq->work_color = work_color;
2526                 }
2527
2528                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2529         }
2530
2531         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2532                 complete(&wq->first_flusher->done);
2533
2534         return wait;
2535 }
2536
2537 /**
2538  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2539  * @wq: workqueue to flush
2540  *
2541  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2542  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2543  *
2544  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2545  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2546  */
2547 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2548 {
2549         struct wq_flusher this_flusher = {
2550                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2551                 .flush_color = -1,
2552                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2553         };
2554         int next_color;
2555
2556         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2557         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2558
2559         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2560
2561         /*
2562          * Start-to-wait phase
2563          */
2564         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2565
2566         if (next_color != wq->flush_color) {
2567                 /*
2568                  * Color space is not full.  The current work_color
2569                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2570                  * by one.
2571                  */
2572                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2573                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2574                 wq->work_color = next_color;
2575
2576                 if (!wq->first_flusher) {
2577                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2578                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2579
2580                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2581
2582                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2583                                                        wq->work_color)) {
2584                                 /* nothing to flush, done */
2585                                 wq->flush_color = next_color;
2586                                 wq->first_flusher = NULL;
2587                                 goto out_unlock;
2588                         }
2589                 } else {
2590                         /* wait in queue */
2591                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2592                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2593                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2594                 }
2595         } else {
2596                 /*
2597                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2598                  * The next flush completion will assign us
2599                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2600                  */
2601                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2602         }
2603
2604         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2605
2606         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2607
2608         /*
2609          * Wake-up-and-cascade phase
2610          *
2611          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2612          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2613          */
2614         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2615                 return;
2616
2617         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2618
2619         /* we might have raced, check again with mutex held */
2620         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2621                 goto out_unlock;
2622
2623         wq->first_flusher = NULL;
2624
2625         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2626         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2627
2628         while (true) {
2629                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2630
2631                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2632                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2633                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2634                                 break;
2635                         list_del_init(&next->list);
2636                         complete(&next->done);
2637                 }
2638
2639                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2640                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2641
2642                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2643                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2644
2645                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2646                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2647                         /*
2648                          * Assign the same color to all overflowed
2649                          * flushers, advance work_color and append to
2650                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2651                          * phase for these overflowed flushers.
2652                          */
2653                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2654                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2655
2656                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2657
2658                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2659                                               &wq->flusher_queue);
2660                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2661                 }
2662
2663                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2664                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2665                         break;
2666                 }
2667
2668                 /*
2669                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2670                  * the new first flusher and arm pwqs.
2671                  */
2672                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2673                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2674
2675                 list_del_init(&next->list);
2676                 wq->first_flusher = next;
2677
2678                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2679                         break;
2680
2681                 /*
2682                  * Meh... this color is already done, clear first
2683                  * flusher and repeat cascading.
2684                  */
2685                 wq->first_flusher = NULL;
2686         }
2687
2688 out_unlock:
2689         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2690 }
2691 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2692
2693 /**
2694  * drain_workqueue - drain a workqueue
2695  * @wq: workqueue to drain
2696  *
2697  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2698  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2699  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2700  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2701  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2702  * takes too long.
2703  */
2704 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2705 {
2706         unsigned int flush_cnt = 0;
2707         unsigned int cpu;
2708
2709         /*
2710          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2711          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2712          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2713          */
2714         spin_lock(&workqueue_lock);
2715         if (!wq->nr_drainers++)
2716                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2717         spin_unlock(&workqueue_lock);
2718 reflush:
2719         flush_workqueue(wq);
2720
2721         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
2722                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
2723                 bool drained;
2724
2725                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2726                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2727                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2728
2729                 if (drained)
2730                         continue;
2731
2732                 if (++flush_cnt == 10 ||
2733                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2734                         pr_warn("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2735                                 wq->name, flush_cnt);
2736                 goto reflush;
2737         }
2738
2739         spin_lock(&workqueue_lock);
2740         if (!--wq->nr_drainers)
2741                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2742         spin_unlock(&workqueue_lock);
2743 }
2744 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2745
2746 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2747 {
2748         struct worker *worker = NULL;
2749         struct worker_pool *pool;
2750         struct pool_workqueue *pwq;
2751
2752         might_sleep();
2753         pool = get_work_pool(work);
2754         if (!pool)
2755                 return false;
2756
2757         spin_lock_irq(&pool->lock);
2758         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2759         pwq = get_work_pwq(work);
2760         if (pwq) {
2761                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2762                         goto already_gone;
2763         } else {
2764                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2765                 if (!worker)
2766                         goto already_gone;
2767                 pwq = worker->current_pwq;
2768         }
2769
2770         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2771         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2772
2773         /*
2774          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2775          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2776          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2777          * access.
2778          */
2779         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2780                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2781         else
2782                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2783         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2784
2785         return true;
2786 already_gone:
2787         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2788         return false;
2789 }
2790
2791 /**
2792  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2793  * @work: the work to flush
2794  *
2795  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2796  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2797  *
2798  * RETURNS:
2799  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2800  * %false if it was already idle.
2801  */
2802 bool flush_work(struct work_struct *work)
2803 {
2804         struct wq_barrier barr;
2805
2806         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2807         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2808
2809         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2810                 wait_for_completion(&barr.done);
2811                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2812                 return true;
2813         } else {
2814                 return false;
2815         }
2816 }
2817 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2818
2819 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2820 {
2821         unsigned long flags;
2822         int ret;
2823
2824         do {
2825                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2826                 /*
2827                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2828                  * would be waiting for before retrying.
2829                  */
2830                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2831                         flush_work(work);
2832         } while (unlikely(ret < 0));
2833
2834         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2835         mark_work_canceling(work);
2836         local_irq_restore(flags);
2837
2838         flush_work(work);
2839         clear_work_data(work);
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 /**
2844  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2845  * @work: the work to cancel
2846  *
2847  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2848  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2849  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2850  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2851  *
2852  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2853  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2854  *
2855  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2856  * queued can't be destroyed before this function returns.
2857  *
2858  * RETURNS:
2859  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2860  */
2861 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2862 {
2863         return __cancel_work_timer(work, false);
2864 }
2865 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2866
2867 /**
2868  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2869  * @dwork: the delayed work to flush
2870  *
2871  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2872  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2873  * considers the last queueing instance of @dwork.
2874  *
2875  * RETURNS:
2876  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2877  * %false if it was already idle.
2878  */
2879 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2880 {
2881         local_irq_disable();
2882         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2883                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2884         local_irq_enable();
2885         return flush_work(&dwork->work);
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2888
2889 /**
2890  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2891  * @dwork: delayed_work to cancel
2892  *
2893  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2894  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2895  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2896  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2897  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2898  *
2899  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2900  */
2901 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2902 {
2903         unsigned long flags;
2904         int ret;
2905
2906         do {
2907                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2908         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2909
2910         if (unlikely(ret < 0))
2911                 return false;
2912
2913         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2914                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2915         local_irq_restore(flags);
2916         return ret;
2917 }
2918 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2919
2920 /**
2921  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2922  * @dwork: the delayed work cancel
2923  *
2924  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2925  *
2926  * RETURNS:
2927  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2928  */
2929 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2930 {
2931         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2934
2935 /**
2936  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2937  * @cpu: cpu to put the work task on
2938  * @work: job to be done
2939  *
2940  * This puts a job on a specific cpu
2941  */
2942 bool schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2943 {
2944         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2945 }
2946 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2947
2948 /**
2949  * schedule_work - put work task in global workqueue
2950  * @work: job to be done
2951  *
2952  * Returns %false if @work was already on the kernel-global workqueue and
2953  * %true otherwise.
2954  *
2955  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2956  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2957  * workqueue otherwise.
2958  */
2959 bool schedule_work(struct work_struct *work)
2960 {
2961         return queue_work(system_wq, work);
2962 }
2963 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2964
2965 /**
2966  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2967  * @cpu: cpu to use
2968  * @dwork: job to be done
2969  * @delay: number of jiffies to wait
2970  *
2971  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2972  * workqueue on the specified CPU.
2973  */
2974 bool schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
2975                               unsigned long delay)
2976 {
2977         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2980
2981 /**
2982  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2983  * @dwork: job to be done
2984  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2985  *
2986  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2987  * workqueue.
2988  */
2989 bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2990 {
2991         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2994
2995 /**
2996  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2997  * @func: the function to call
2998  *
2999  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3000  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3001  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3002  *
3003  * RETURNS:
3004  * 0 on success, -errno on failure.
3005  */
3006 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3007 {
3008         int cpu;
3009         struct work_struct __percpu *works;
3010
3011         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3012         if (!works)
3013                 return -ENOMEM;
3014
3015         get_online_cpus();
3016
3017         for_each_online_cpu(cpu) {
3018                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3019
3020                 INIT_WORK(work, func);
3021                 schedule_work_on(cpu, work);
3022         }
3023
3024         for_each_online_cpu(cpu)
3025                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3026
3027         put_online_cpus();
3028         free_percpu(works);
3029         return 0;
3030 }
3031
3032 /**
3033  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3034  *
3035  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3036  * completion.
3037  *
3038  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3039  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3040  * will lead to deadlock:
3041  *
3042  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3043  *      a lock held by your code or its caller.
3044  *
3045  *      Your code is running in the context of a work routine.
3046  *
3047  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3048  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3049  * what locks they need, which you have no control over.
3050  *
3051  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3052  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3053  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3054  * cancel_work_sync() instead.
3055  */
3056 void flush_scheduled_work(void)
3057 {
3058         flush_workqueue(system_wq);
3059 }
3060 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3061
3062 /**
3063  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3064  * @fn:         the function to execute
3065  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3066  *              be available when the work executes)
3067  *
3068  * Executes the function immediately if process context is available,
3069  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3070  *
3071  * Returns:     0 - function was executed
3072  *              1 - function was scheduled for execution
3073  */
3074 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3075 {
3076         if (!in_interrupt()) {
3077                 fn(&ew->work);
3078                 return 0;
3079         }
3080
3081         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3082         schedule_work(&ew->work);
3083
3084         return 1;
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3087
3088 int keventd_up(void)
3089 {
3090         return system_wq != NULL;
3091 }
3092
3093 static int alloc_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3094 {
3095         /*
3096          * pwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3097          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3098          * unsigned long long.
3099          */
3100         const size_t size = sizeof(struct pool_workqueue);
3101         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3102                                    __alignof__(unsigned long long));
3103
3104         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3105                 wq->pool_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3106         else {
3107                 void *ptr;
3108
3109                 /*
3110                  * Allocate enough room to align pwq and put an extra
3111                  * pointer at the end pointing back to the originally
3112                  * allocated pointer which will be used for free.
3113                  */
3114                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3115                 if (ptr) {
3116                         wq->pool_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3117                         *(void **)(wq->pool_wq.single + 1) = ptr;
3118                 }
3119         }
3120
3121         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3122         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->pool_wq.v, align));
3123         return wq->pool_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3124 }
3125
3126 static void free_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3127 {
3128         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3129                 free_percpu(wq->pool_wq.pcpu);
3130         else if (wq->pool_wq.single) {
3131                 /* the pointer to free is stored right after the pwq */
3132                 kfree(*(void **)(wq->pool_wq.single + 1));
3133         }
3134 }
3135
3136 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3137                                const char *name)
3138 {
3139         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3140
3141         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3142                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3143                         max_active, name, 1, lim);
3144
3145         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3146 }
3147
3148 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3149                                                unsigned int flags,
3150                                                int max_active,
3151                                                struct lock_class_key *key,
3152                                                const char *lock_name, ...)
3153 {
3154         va_list args, args1;
3155         struct workqueue_struct *wq;
3156         unsigned int cpu;
3157         size_t namelen;
3158
3159         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3160         va_start(args, lock_name);
3161         va_copy(args1, args);
3162         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3163
3164         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3165         if (!wq)
3166                 goto err;
3167
3168         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3169         va_end(args);
3170         va_end(args1);
3171
3172         /*
3173          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3174          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3175          */
3176         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3177                 flags |= WQ_RESCUER;
3178
3179         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3180         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3181
3182         /* init wq */
3183         wq->flags = flags;
3184         wq->saved_max_active = max_active;
3185         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3186         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3187         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3188         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3189
3190         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3191         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3192
3193         if (alloc_pwqs(wq) < 0)
3194                 goto err;
3195
3196         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3197                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3198
3199                 BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3200                 pwq->pool = get_std_worker_pool(cpu, flags & WQ_HIGHPRI);
3201                 pwq->wq = wq;
3202                 pwq->flush_color = -1;
3203                 pwq->max_active = max_active;
3204                 INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3205         }
3206
3207         if (flags & WQ_RESCUER) {
3208                 struct worker *rescuer;
3209
3210                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3211                         goto err;
3212
3213                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3214                 if (!rescuer)
3215                         goto err;
3216
3217                 rescuer->rescue_wq = wq;
3218                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3219                                                wq->name);
3220                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3221                         goto err;
3222
3223                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3224                 wake_up_process(rescuer->task);
3225         }
3226
3227         /*
3228          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3229          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3230          * workqueue to workqueues list.
3231          */
3232         spin_lock(&workqueue_lock);
3233
3234         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3235                 for_each_pwq_cpu(cpu, wq)
3236                         get_pwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3237
3238         list_add(&wq->list, &workqueues);
3239
3240         spin_unlock(&workqueue_lock);
3241
3242         return wq;
3243 err:
3244         if (wq) {
3245                 free_pwqs(wq);
3246                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3247                 kfree(wq->rescuer);
3248                 kfree(wq);
3249         }
3250         return NULL;
3251 }
3252 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3253
3254 /**
3255  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3256  * @wq: target workqueue
3257  *
3258  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3259  */
3260 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3261 {
3262         unsigned int cpu;
3263
3264         /* drain it before proceeding with destruction */
3265         drain_workqueue(wq);
3266
3267         /*
3268          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3269          * flushing is complete in case freeze races us.
3270          */
3271         spin_lock(&workqueue_lock);
3272         list_del(&wq->list);
3273         spin_unlock(&workqueue_lock);
3274
3275         /* sanity check */
3276         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3277                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3278                 int i;
3279
3280                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3281                         BUG_ON(pwq->nr_in_flight[i]);
3282                 BUG_ON(pwq->nr_active);
3283                 BUG_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works));
3284         }
3285
3286         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3287                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3288                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3289                 kfree(wq->rescuer);
3290         }
3291
3292         free_pwqs(wq);
3293         kfree(wq);
3294 }
3295 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3296
3297 /**
3298  * pwq_set_max_active - adjust max_active of a pwq
3299  * @pwq: target pool_workqueue
3300  * @max_active: new max_active value.
3301  *
3302  * Set @pwq->max_active to @max_active and activate delayed works if
3303  * increased.
3304  *
3305  * CONTEXT:
3306  * spin_lock_irq(pool->lock).
3307  */
3308 static void pwq_set_max_active(struct pool_workqueue *pwq, int max_active)
3309 {
3310         pwq->max_active = max_active;
3311
3312         while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3313                pwq->nr_active < pwq->max_active)
3314                 pwq_activate_first_delayed(pwq);
3315 }
3316
3317 /**
3318  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3319  * @wq: target workqueue
3320  * @max_active: new max_active value.
3321  *
3322  * Set max_active of @wq to @max_active.
3323  *
3324  * CONTEXT:
3325  * Don't call from IRQ context.
3326  */
3327 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3328 {
3329         unsigned int cpu;
3330
3331         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3332
3333         spin_lock(&workqueue_lock);
3334
3335         wq->saved_max_active = max_active;
3336
3337         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3338                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3339                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3340
3341                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3342
3343                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3344                     !(pool->flags & POOL_FREEZING))
3345                         pwq_set_max_active(pwq, max_active);
3346
3347                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3348         }
3349
3350         spin_unlock(&workqueue_lock);
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3353
3354 /**
3355  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3356  * @cpu: CPU in question
3357  * @wq: target workqueue
3358  *
3359  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3360  * no synchronization around this function and the test result is
3361  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3362  *
3363  * RETURNS:
3364  * %true if congested, %false otherwise.
3365  */
3366 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3367 {
3368         struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3369
3370         return !list_empty(&pwq->delayed_works);
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3373
3374 /**
3375  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3376  * @work: the work to be tested
3377  *
3378  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3379  * synchronization around this function and the test result is
3380  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3381  *
3382  * RETURNS:
3383  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3384  */
3385 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3386 {
3387         struct worker_pool *pool = get_work_pool(work);
3388         unsigned long flags;
3389         unsigned int ret = 0;
3390
3391         if (work_pending(work))
3392                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3393
3394         if (pool) {
3395                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
3396                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
3397                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3398                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
3399         }
3400
3401         return ret;
3402 }
3403 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3404
3405 /*
3406  * CPU hotplug.
3407  *
3408  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3409  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
3410  * pool which make migrating pending and scheduled works very
3411  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3412  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
3413  * blocked draining impractical.
3414  *
3415  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
3416  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3417  * cpu comes back online.
3418  */
3419
3420 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3421 {
3422         int cpu = smp_processor_id();
3423         struct worker_pool *pool;
3424         struct worker *worker;
3425         int i;
3426
3427         for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3428                 BUG_ON(cpu != smp_processor_id());
3429
3430                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3431                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3432
3433                 /*
3434                  * We've claimed all manager positions.  Make all workers
3435                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
3436                  * except for the ones which are still executing works from
3437                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
3438                  * this, they may become diasporas.
3439                  */
3440                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3441                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3442
3443                 for_each_busy_worker(worker, i, pool)
3444                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3445
3446                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3447
3448                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3449                 mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3450
3451                 /*
3452                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
3453                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
3454                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
3455                  * from other cpus.
3456                  */
3457                 schedule();
3458
3459                 /*
3460                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
3461                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
3462                  * and keep_working() are always true as long as the
3463                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
3464                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
3465                  * are served by workers tied to the pool.
3466                  */
3467                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
3468
3469                 /*
3470                  * With concurrency management just turned off, a busy
3471                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
3472                  * unbound chain execution of currently pending work items.
3473                  */
3474                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3475                 wake_up_worker(pool);
3476                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3477         }
3478 }
3479
3480 /*
3481  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3482  * This will be registered high priority CPU notifier.
3483  */
3484 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3485                                                unsigned long action,
3486                                                void *hcpu)
3487 {
3488         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3489         struct worker_pool *pool;
3490
3491         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3492         case CPU_UP_PREPARE:
3493                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3494                         struct worker *worker;
3495
3496                         if (pool->nr_workers)
3497                                 continue;
3498
3499                         worker = create_worker(pool);
3500                         if (!worker)
3501                                 return NOTIFY_BAD;
3502
3503                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3504                         start_worker(worker);
3505                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3506                 }
3507                 break;
3508
3509         case CPU_DOWN_FAILED:
3510         case CPU_ONLINE:
3511                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3512                         mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3513                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3514
3515                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3516                         rebind_workers(pool);
3517
3518                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3519                         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3520                 }
3521                 break;
3522         }
3523         return NOTIFY_OK;
3524 }
3525
3526 /*
3527  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3528  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3529  */
3530 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3531                                                  unsigned long action,
3532                                                  void *hcpu)
3533 {
3534         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3535         struct work_struct unbind_work;
3536
3537         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3538         case CPU_DOWN_PREPARE:
3539                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3540                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
3541                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
3542                 flush_work(&unbind_work);
3543                 break;
3544         }
3545         return NOTIFY_OK;
3546 }
3547
3548 #ifdef CONFIG_SMP
3549
3550 struct work_for_cpu {
3551         struct work_struct work;
3552         long (*fn)(void *);
3553         void *arg;
3554         long ret;
3555 };
3556
3557 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
3558 {
3559         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
3560
3561         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3562 }
3563
3564 /**
3565  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3566  * @cpu: the cpu to run on
3567  * @fn: the function to run
3568  * @arg: the function arg
3569  *
3570  * This will return the value @fn returns.
3571  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3572  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3573  */
3574 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3575 {
3576         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
3577
3578         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
3579         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
3580         flush_work(&wfc.work);
3581         return wfc.ret;
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3584 #endif /* CONFIG_SMP */
3585
3586 #ifdef CONFIG_FREEZER
3587
3588 /**
3589  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3590  *
3591  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3592  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3593  * pool->worklist.
3594  *
3595  * CONTEXT:
3596  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3597  */
3598 void freeze_workqueues_begin(void)
3599 {
3600         unsigned int cpu;
3601
3602         spin_lock(&workqueue_lock);
3603
3604         BUG_ON(workqueue_freezing);
3605         workqueue_freezing = true;
3606
3607         for_each_wq_cpu(cpu) {
3608                 struct worker_pool *pool;
3609                 struct workqueue_struct *wq;
3610
3611                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3612                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3613
3614                         WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
3615                         pool->flags |= POOL_FREEZING;
3616
3617                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3618                                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3619
3620                                 if (pwq && pwq->pool == pool &&
3621                                     (wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3622                                         pwq->max_active = 0;
3623                         }
3624
3625                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3626                 }
3627         }
3628
3629         spin_unlock(&workqueue_lock);
3630 }
3631
3632 /**
3633  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3634  *
3635  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3636  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3637  *
3638  * CONTEXT:
3639  * Grabs and releases workqueue_lock.
3640  *
3641  * RETURNS:
3642  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3643  * is complete.
3644  */
3645 bool freeze_workqueues_busy(void)
3646 {
3647         unsigned int cpu;
3648         bool busy = false;
3649
3650         spin_lock(&workqueue_lock);
3651
3652         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3653
3654         for_each_wq_cpu(cpu) {
3655                 struct workqueue_struct *wq;
3656                 /*
3657                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3658                  * to peek without lock.
3659                  */
3660                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3661                         struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3662
3663                         if (!pwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3664                                 continue;
3665
3666                         BUG_ON(pwq->nr_active < 0);
3667                         if (pwq->nr_active) {
3668                                 busy = true;
3669                                 goto out_unlock;
3670                         }
3671                 }
3672         }
3673 out_unlock:
3674         spin_unlock(&workqueue_lock);
3675         return busy;
3676 }
3677
3678 /**
3679  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3680  *
3681  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3682  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
3683  *
3684  * CONTEXT:
3685  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3686  */
3687 void thaw_workqueues(void)
3688 {
3689         unsigned int cpu;
3690
3691         spin_lock(&workqueue_lock);
3692
3693         if (!workqueue_freezing)
3694                 goto out_unlock;
3695
3696         for_each_wq_cpu(cpu) {
3697                 struct worker_pool *pool;
3698                 struct workqueue_struct *wq;
3699
3700                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3701                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3702
3703                         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
3704                         pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
3705
3706                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3707                                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3708
3709                                 if (!pwq || pwq->pool != pool ||
3710                                     !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3711                                         continue;
3712
3713                                 /* restore max_active and repopulate worklist */
3714                                 pwq_set_max_active(pwq, wq->saved_max_active);
3715                         }
3716
3717                         wake_up_worker(pool);
3718
3719                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3720                 }
3721         }
3722
3723         workqueue_freezing = false;
3724 out_unlock:
3725         spin_unlock(&workqueue_lock);
3726 }
3727 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3728
3729 static int __init init_workqueues(void)
3730 {
3731         unsigned int cpu;
3732
3733         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
3734         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
3735                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
3736
3737         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3738         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3739
3740         /* initialize CPU pools */
3741         for_each_wq_cpu(cpu) {
3742                 struct worker_pool *pool;
3743
3744                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3745                         spin_lock_init(&pool->lock);
3746                         pool->cpu = cpu;
3747                         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3748                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3749                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3750                         hash_init(pool->busy_hash);
3751
3752                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3753                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3754                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3755
3756                         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3757                                     (unsigned long)pool);
3758
3759                         mutex_init(&pool->assoc_mutex);
3760                         ida_init(&pool->worker_ida);
3761
3762                         /* alloc pool ID */
3763                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
3764                 }
3765         }
3766
3767         /* create the initial worker */
3768         for_each_online_wq_cpu(cpu) {
3769                 struct worker_pool *pool;
3770
3771                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3772                         struct worker *worker;
3773
3774                         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3775                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3776
3777                         worker = create_worker(pool);
3778                         BUG_ON(!worker);
3779                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3780                         start_worker(worker);
3781                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3782                 }
3783         }
3784
3785         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3786         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
3787         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3788         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3789                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3790         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3791                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3792         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
3793                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
3794         return 0;
3795 }
3796 early_initcall(init_workqueues);