e2dd61861fbd17a150f3be5f470c782327fc0073
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 } ____cacheline_aligned_in_smp;
148
149 /*
150  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
151  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
152  * aligned at two's power of the number of flag bits.
153  */
154 struct cpu_workqueue_struct {
155         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
156         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
157         int                     work_color;     /* L: current color */
158         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
159         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
160                                                 /* L: nr of in_flight works */
161         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
162         int                     max_active;     /* L: max active works */
163         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
164 };
165
166 /*
167  * Structure used to wait for workqueue flush.
168  */
169 struct wq_flusher {
170         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
171         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
172         struct completion       done;           /* flush completion */
173 };
174
175 /*
176  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
177  * used to determine whether there's something to be done.
178  */
179 #ifdef CONFIG_SMP
180 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
181 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
182         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
183 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
184 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
185 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
186 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
187 #else
188 typedef unsigned long mayday_mask_t;
189 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
190 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
191 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
192 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
193 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
194 #endif
195
196 /*
197  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
198  * per-CPU workqueues:
199  */
200 struct workqueue_struct {
201         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
202         union {
203                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
204                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
205                 unsigned long                           v;
206         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
207         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
208
209         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
210         int                     work_color;     /* F: current work color */
211         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
212         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
213         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
214         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
215         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
216
217         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
218         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
219
220         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
221         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
222 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
223         struct lockdep_map      lockdep_map;
224 #endif
225         char                    name[];         /* I: workqueue name */
226 };
227
228 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
229 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
230 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
231 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
232 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
234 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
235 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
236 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
238
239 #define CREATE_TRACE_POINTS
240 #include <trace/events/workqueue.h>
241
242 #define for_each_std_worker_pool(pool, cpu)                             \
243         for ((pool) = &std_worker_pools(cpu)[0];                        \
244              (pool) < &std_worker_pools(cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; (pool)++)
245
246 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool)                      \
247         hash_for_each(pool->busy_hash, i, pos, worker, hentry)
248
249 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
250                                 unsigned int sw)
251 {
252         if (cpu < nr_cpu_ids) {
253                 if (sw & 1) {
254                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
255                         if (cpu < nr_cpu_ids)
256                                 return cpu;
257                 }
258                 if (sw & 2)
259                         return WORK_CPU_UNBOUND;
260         }
261         return WORK_CPU_END;
262 }
263
264 static inline int __next_cwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
265                                  struct workqueue_struct *wq)
266 {
267         return __next_wq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
268 }
269
270 /*
271  * CPU iterators
272  *
273  * An extra cpu number is defined using an invalid cpu number
274  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
275  * specific CPU.  The following iterators are similar to for_each_*_cpu()
276  * iterators but also considers the unbound CPU.
277  *
278  * for_each_wq_cpu()            : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
279  * for_each_online_wq_cpu()     : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
280  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
281  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
282  */
283 #define for_each_wq_cpu(cpu)                                            \
284         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);           \
285              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
286              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
287
288 #define for_each_online_wq_cpu(cpu)                                     \
289         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);             \
290              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
291              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
292
293 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
294         for ((cpu) = __next_cwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));       \
295              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
296              (cpu) = __next_cwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
297
298 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
299
300 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
301
302 static void *work_debug_hint(void *addr)
303 {
304         return ((struct work_struct *) addr)->func;
305 }
306
307 /*
308  * fixup_init is called when:
309  * - an active object is initialized
310  */
311 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
312 {
313         struct work_struct *work = addr;
314
315         switch (state) {
316         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
317                 cancel_work_sync(work);
318                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
319                 return 1;
320         default:
321                 return 0;
322         }
323 }
324
325 /*
326  * fixup_activate is called when:
327  * - an active object is activated
328  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
329  */
330 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
331 {
332         struct work_struct *work = addr;
333
334         switch (state) {
335
336         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
337                 /*
338                  * This is not really a fixup. The work struct was
339                  * statically initialized. We just make sure that it
340                  * is tracked in the object tracker.
341                  */
342                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
343                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
344                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
345                         return 0;
346                 }
347                 WARN_ON_ONCE(1);
348                 return 0;
349
350         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
351                 WARN_ON(1);
352
353         default:
354                 return 0;
355         }
356 }
357
358 /*
359  * fixup_free is called when:
360  * - an active object is freed
361  */
362 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
363 {
364         struct work_struct *work = addr;
365
366         switch (state) {
367         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
368                 cancel_work_sync(work);
369                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
370                 return 1;
371         default:
372                 return 0;
373         }
374 }
375
376 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
377         .name           = "work_struct",
378         .debug_hint     = work_debug_hint,
379         .fixup_init     = work_fixup_init,
380         .fixup_activate = work_fixup_activate,
381         .fixup_free     = work_fixup_free,
382 };
383
384 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
385 {
386         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
387 }
388
389 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
390 {
391         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
392 }
393
394 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
395 {
396         if (onstack)
397                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
398         else
399                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
400 }
401 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
402
403 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
404 {
405         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
406 }
407 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
408
409 #else
410 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
411 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
412 #endif
413
414 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
415 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
416 static LIST_HEAD(workqueues);
417 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
418
419 /*
420  * The CPU standard worker pools.  nr_running is the only field which is
421  * expected to be used frequently by other cpus via try_to_wake_up().  Put
422  * it in a separate cacheline.
423  */
424 static DEFINE_PER_CPU(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
425                       cpu_std_worker_pools);
426 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(atomic_t [NR_STD_WORKER_POOLS],
427                                      cpu_std_pool_nr_running);
428
429 /*
430  * Standard worker pools and nr_running counter for unbound CPU.  The pools
431  * have POOL_DISASSOCIATED set, and all workers have WORKER_UNBOUND set.
432  */
433 static struct worker_pool unbound_std_worker_pools[NR_STD_WORKER_POOLS];
434 static atomic_t unbound_std_pool_nr_running[NR_STD_WORKER_POOLS] = {
435         [0 ... NR_STD_WORKER_POOLS - 1] = ATOMIC_INIT(0),       /* always 0 */
436 };
437
438 /* idr of all pools */
439 static DEFINE_MUTEX(worker_pool_idr_mutex);
440 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);
441
442 static int worker_thread(void *__worker);
443
444 static struct worker_pool *std_worker_pools(int cpu)
445 {
446         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
447                 return per_cpu(cpu_std_worker_pools, cpu);
448         else
449                 return unbound_std_worker_pools;
450 }
451
452 static int std_worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
453 {
454         return pool - std_worker_pools(pool->cpu);
455 }
456
457 /* allocate ID and assign it to @pool */
458 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
459 {
460         int ret;
461
462         mutex_lock(&worker_pool_idr_mutex);
463         idr_pre_get(&worker_pool_idr, GFP_KERNEL);
464         ret = idr_get_new(&worker_pool_idr, pool, &pool->id);
465         mutex_unlock(&worker_pool_idr_mutex);
466
467         return ret;
468 }
469
470 /*
471  * Lookup worker_pool by id.  The idr currently is built during boot and
472  * never modified.  Don't worry about locking for now.
473  */
474 static struct worker_pool *worker_pool_by_id(int pool_id)
475 {
476         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
477 }
478
479 static struct worker_pool *get_std_worker_pool(int cpu, bool highpri)
480 {
481         struct worker_pool *pools = std_worker_pools(cpu);
482
483         return &pools[highpri];
484 }
485
486 static atomic_t *get_pool_nr_running(struct worker_pool *pool)
487 {
488         int cpu = pool->cpu;
489         int idx = std_worker_pool_pri(pool);
490
491         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
492                 return &per_cpu(cpu_std_pool_nr_running, cpu)[idx];
493         else
494                 return &unbound_std_pool_nr_running[idx];
495 }
496
497 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
498                                             struct workqueue_struct *wq)
499 {
500         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
501                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
502                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
503         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
504                 return wq->cpu_wq.single;
505         return NULL;
506 }
507
508 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
509 {
510         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
511 }
512
513 static int get_work_color(struct work_struct *work)
514 {
515         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
516                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
517 }
518
519 static int work_next_color(int color)
520 {
521         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
522 }
523
524 /*
525  * While queued, %WORK_STRUCT_CWQ is set and non flag bits of a work's data
526  * contain the pointer to the queued cwq.  Once execution starts, the flag
527  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
528  *
529  * set_work_cwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
530  * and clear_work_data() can be used to set the cwq, pool or clear
531  * work->data.  These functions should only be called while the work is
532  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
533  *
534  * get_work_pool() and get_work_cwq() can be used to obtain the pool or cwq
535  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
536  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  cwq is
537  * available only while the work item is queued.
538  *
539  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
540  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
541  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
542  * try to steal the PENDING bit.
543  */
544 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
545                                  unsigned long flags)
546 {
547         BUG_ON(!work_pending(work));
548         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
549 }
550
551 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
552                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
553                          unsigned long extra_flags)
554 {
555         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
556                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
557 }
558
559 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
560                                            int pool_id)
561 {
562         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
563                       WORK_STRUCT_PENDING);
564 }
565
566 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
567                                             int pool_id)
568 {
569         /*
570          * The following wmb is paired with the implied mb in
571          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
572          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
573          * owner.
574          */
575         smp_wmb();
576         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
577 }
578
579 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
580 {
581         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
582         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
583 }
584
585 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
586 {
587         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
588
589         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
590                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
591         else
592                 return NULL;
593 }
594
595 /**
596  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
597  * @work: the work item of interest
598  *
599  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
600  */
601 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
602 {
603         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
604         struct worker_pool *pool;
605         int pool_id;
606
607         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
608                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
609                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
610
611         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
612         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
613                 return NULL;
614
615         pool = worker_pool_by_id(pool_id);
616         WARN_ON_ONCE(!pool);
617         return pool;
618 }
619
620 /**
621  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
622  * @work: the work item of interest
623  *
624  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
625  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
626  */
627 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
628 {
629         struct worker_pool *pool = get_work_pool(work);
630
631         return pool ? pool->id : WORK_OFFQ_POOL_NONE;
632 }
633
634 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
635 {
636         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
637
638         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
639         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
640 }
641
642 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
643 {
644         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
645
646         return !(data & WORK_STRUCT_CWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
647 }
648
649 /*
650  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
651  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
652  * they're being called with pool->lock held.
653  */
654
655 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
656 {
657         return !atomic_read(get_pool_nr_running(pool));
658 }
659
660 /*
661  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
662  * running workers.
663  *
664  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
665  * function will always return %true for unbound pools as long as the
666  * worklist isn't empty.
667  */
668 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
669 {
670         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
671 }
672
673 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
674 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
675 {
676         return pool->nr_idle;
677 }
678
679 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
680 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
681 {
682         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
683
684         return !list_empty(&pool->worklist) && atomic_read(nr_running) <= 1;
685 }
686
687 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
688 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
689 {
690         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
691 }
692
693 /* Do I need to be the manager? */
694 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
695 {
696         return need_to_create_worker(pool) ||
697                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
698 }
699
700 /* Do we have too many workers and should some go away? */
701 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
702 {
703         bool managing = pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS;
704         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
705         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
706
707         /*
708          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
709          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
710          */
711         if (list_empty(&pool->idle_list))
712                 return false;
713
714         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
715 }
716
717 /*
718  * Wake up functions.
719  */
720
721 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
722 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
723 {
724         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
725                 return NULL;
726
727         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
728 }
729
730 /**
731  * wake_up_worker - wake up an idle worker
732  * @pool: worker pool to wake worker from
733  *
734  * Wake up the first idle worker of @pool.
735  *
736  * CONTEXT:
737  * spin_lock_irq(pool->lock).
738  */
739 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
740 {
741         struct worker *worker = first_worker(pool);
742
743         if (likely(worker))
744                 wake_up_process(worker->task);
745 }
746
747 /**
748  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
749  * @task: task waking up
750  * @cpu: CPU @task is waking up to
751  *
752  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
753  * being awoken.
754  *
755  * CONTEXT:
756  * spin_lock_irq(rq->lock)
757  */
758 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
759 {
760         struct worker *worker = kthread_data(task);
761
762         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
763                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
764                 atomic_inc(get_pool_nr_running(worker->pool));
765         }
766 }
767
768 /**
769  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
770  * @task: task going to sleep
771  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
772  *
773  * This function is called during schedule() when a busy worker is
774  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
775  * returning pointer to its task.
776  *
777  * CONTEXT:
778  * spin_lock_irq(rq->lock)
779  *
780  * RETURNS:
781  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
782  */
783 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
784                                        unsigned int cpu)
785 {
786         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
787         struct worker_pool *pool;
788         atomic_t *nr_running;
789
790         /*
791          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
792          * workers, also reach here, let's not access anything before
793          * checking NOT_RUNNING.
794          */
795         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
796                 return NULL;
797
798         pool = worker->pool;
799         nr_running = get_pool_nr_running(pool);
800
801         /* this can only happen on the local cpu */
802         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
803
804         /*
805          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
806          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
807          * Please read comment there.
808          *
809          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
810          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
811          * disabled, which in turn means that none else could be
812          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
813          * lock is safe.
814          */
815         if (atomic_dec_and_test(nr_running) && !list_empty(&pool->worklist))
816                 to_wakeup = first_worker(pool);
817         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
818 }
819
820 /**
821  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
822  * @worker: self
823  * @flags: flags to set
824  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
825  *
826  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
827  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
828  * woken up.
829  *
830  * CONTEXT:
831  * spin_lock_irq(pool->lock)
832  */
833 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
834                                     bool wakeup)
835 {
836         struct worker_pool *pool = worker->pool;
837
838         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
839
840         /*
841          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
842          * wake up an idle worker as necessary if requested by
843          * @wakeup.
844          */
845         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
846             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
847                 atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
848
849                 if (wakeup) {
850                         if (atomic_dec_and_test(nr_running) &&
851                             !list_empty(&pool->worklist))
852                                 wake_up_worker(pool);
853                 } else
854                         atomic_dec(nr_running);
855         }
856
857         worker->flags |= flags;
858 }
859
860 /**
861  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
862  * @worker: self
863  * @flags: flags to clear
864  *
865  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
866  *
867  * CONTEXT:
868  * spin_lock_irq(pool->lock)
869  */
870 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
871 {
872         struct worker_pool *pool = worker->pool;
873         unsigned int oflags = worker->flags;
874
875         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
876
877         worker->flags &= ~flags;
878
879         /*
880          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
881          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
882          * of multiple flags, not a single flag.
883          */
884         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
885                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
886                         atomic_inc(get_pool_nr_running(pool));
887 }
888
889 /**
890  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
891  * @pool: pool of interest
892  * @work: work to find worker for
893  *
894  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
895  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
896  * to match, its current execution should match the address of @work and
897  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
898  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
899  * being executed.
900  *
901  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
902  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
903  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
904  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
905  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
906  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
907  *
908  * This function checks the work item address, work function and workqueue
909  * to avoid false positives.  Note that this isn't complete as one may
910  * construct a work function which can introduce dependency onto itself
911  * through a recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself
912  * in the foot that badly, there's only so much we can do, and if such
913  * deadlock actually occurs, it should be easy to locate the culprit work
914  * function.
915  *
916  * CONTEXT:
917  * spin_lock_irq(pool->lock).
918  *
919  * RETURNS:
920  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
921  * otherwise.
922  */
923 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
924                                                  struct work_struct *work)
925 {
926         struct worker *worker;
927         struct hlist_node *tmp;
928
929         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, tmp, hentry,
930                                (unsigned long)work)
931                 if (worker->current_work == work &&
932                     worker->current_func == work->func)
933                         return worker;
934
935         return NULL;
936 }
937
938 /**
939  * move_linked_works - move linked works to a list
940  * @work: start of series of works to be scheduled
941  * @head: target list to append @work to
942  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
943  *
944  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
945  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
946  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
947  *
948  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
949  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
950  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
951  *
952  * CONTEXT:
953  * spin_lock_irq(pool->lock).
954  */
955 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
956                               struct work_struct **nextp)
957 {
958         struct work_struct *n;
959
960         /*
961          * Linked worklist will always end before the end of the list,
962          * use NULL for list head.
963          */
964         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
965                 list_move_tail(&work->entry, head);
966                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
967                         break;
968         }
969
970         /*
971          * If we're already inside safe list traversal and have moved
972          * multiple works to the scheduled queue, the next position
973          * needs to be updated.
974          */
975         if (nextp)
976                 *nextp = n;
977 }
978
979 static void cwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
980 {
981         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
982
983         trace_workqueue_activate_work(work);
984         move_linked_works(work, &cwq->pool->worklist, NULL);
985         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
986         cwq->nr_active++;
987 }
988
989 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
990 {
991         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
992                                                     struct work_struct, entry);
993
994         cwq_activate_delayed_work(work);
995 }
996
997 /**
998  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
999  * @cwq: cwq of interest
1000  * @color: color of work which left the queue
1001  *
1002  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1003  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
1004  *
1005  * CONTEXT:
1006  * spin_lock_irq(pool->lock).
1007  */
1008 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color)
1009 {
1010         /* ignore uncolored works */
1011         if (color == WORK_NO_COLOR)
1012                 return;
1013
1014         cwq->nr_in_flight[color]--;
1015
1016         cwq->nr_active--;
1017         if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1018                 /* one down, submit a delayed one */
1019                 if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1020                         cwq_activate_first_delayed(cwq);
1021         }
1022
1023         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1024         if (likely(cwq->flush_color != color))
1025                 return;
1026
1027         /* are there still in-flight works? */
1028         if (cwq->nr_in_flight[color])
1029                 return;
1030
1031         /* this cwq is done, clear flush_color */
1032         cwq->flush_color = -1;
1033
1034         /*
1035          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1036          * will handle the rest.
1037          */
1038         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1039                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1040 }
1041
1042 /**
1043  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1044  * @work: work item to steal
1045  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1046  * @flags: place to store irq state
1047  *
1048  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1049  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1050  *
1051  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1052  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1053  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1054  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1055  *              for arbitrarily long
1056  *
1057  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1058  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1059  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1060  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1061  *
1062  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1063  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1064  *
1065  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1066  */
1067 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1068                                unsigned long *flags)
1069 {
1070         struct worker_pool *pool;
1071         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
1072
1073         local_irq_save(*flags);
1074
1075         /* try to steal the timer if it exists */
1076         if (is_dwork) {
1077                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1078
1079                 /*
1080                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1081                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1082                  * running on the local CPU.
1083                  */
1084                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1085                         return 1;
1086         }
1087
1088         /* try to claim PENDING the normal way */
1089         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1090                 return 0;
1091
1092         /*
1093          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1094          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1095          */
1096         pool = get_work_pool(work);
1097         if (!pool)
1098                 goto fail;
1099
1100         spin_lock(&pool->lock);
1101         /*
1102          * work->data is guaranteed to point to cwq only while the work
1103          * item is queued on cwq->wq, and both updating work->data to point
1104          * to cwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1105          * cwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1106          * points to cwq which is associated with a locked pool, the work
1107          * item is currently queued on that pool.
1108          */
1109         cwq = get_work_cwq(work);
1110         if (cwq && cwq->pool == pool) {
1111                 debug_work_deactivate(work);
1112
1113                 /*
1114                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1115                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1116                  * on the delayed_list, will confuse cwq->nr_active
1117                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1118                  * item is activated before grabbing.
1119                  */
1120                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1121                         cwq_activate_delayed_work(work);
1122
1123                 list_del_init(&work->entry);
1124                 cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work), get_work_color(work));
1125
1126                 /* work->data points to cwq iff queued, point to pool */
1127                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1128
1129                 spin_unlock(&pool->lock);
1130                 return 1;
1131         }
1132         spin_unlock(&pool->lock);
1133 fail:
1134         local_irq_restore(*flags);
1135         if (work_is_canceling(work))
1136                 return -ENOENT;
1137         cpu_relax();
1138         return -EAGAIN;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * insert_work - insert a work into a pool
1143  * @cwq: cwq @work belongs to
1144  * @work: work to insert
1145  * @head: insertion point
1146  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1147  *
1148  * Insert @work which belongs to @cwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1149  * work_struct flags.
1150  *
1151  * CONTEXT:
1152  * spin_lock_irq(pool->lock).
1153  */
1154 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
1155                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
1156                         unsigned int extra_flags)
1157 {
1158         struct worker_pool *pool = cwq->pool;
1159
1160         /* we own @work, set data and link */
1161         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
1162         list_add_tail(&work->entry, head);
1163
1164         /*
1165          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
1166          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
1167          * lying around lazily while there are works to be processed.
1168          */
1169         smp_mb();
1170
1171         if (__need_more_worker(pool))
1172                 wake_up_worker(pool);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1177  * same workqueue.  This is rather expensive and should only be used from
1178  * cold paths.
1179  */
1180 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1181 {
1182         unsigned long flags;
1183         unsigned int cpu;
1184
1185         for_each_wq_cpu(cpu) {
1186                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
1187                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
1188                 struct worker *worker;
1189                 struct hlist_node *pos;
1190                 int i;
1191
1192                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
1193                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool) {
1194                         if (worker->task != current)
1195                                 continue;
1196                         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
1197                         /*
1198                          * I'm @worker, no locking necessary.  See if @work
1199                          * is headed to the same workqueue.
1200                          */
1201                         return worker->current_cwq->wq == wq;
1202                 }
1203                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
1204         }
1205         return false;
1206 }
1207
1208 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1209                          struct work_struct *work)
1210 {
1211         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
1212         struct worker_pool *pool;
1213         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
1214         struct list_head *worklist;
1215         unsigned int work_flags;
1216         unsigned int req_cpu = cpu;
1217
1218         /*
1219          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1220          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1221          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1222          * happen with IRQ disabled.
1223          */
1224         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1225
1226         debug_work_activate(work);
1227
1228         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1229         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
1230             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1231                 return;
1232
1233         /* determine pool to use */
1234         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1235                 struct worker_pool *last_pool;
1236
1237                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1238                         cpu = raw_smp_processor_id();
1239
1240                 /*
1241                  * It's multi cpu.  If @work was previously on a different
1242                  * cpu, it might still be running there, in which case the
1243                  * work needs to be queued on that cpu to guarantee
1244                  * non-reentrancy.
1245                  */
1246                 pool = get_std_worker_pool(cpu, highpri);
1247                 last_pool = get_work_pool(work);
1248
1249                 if (last_pool && last_pool != pool) {
1250                         struct worker *worker;
1251
1252                         spin_lock(&last_pool->lock);
1253
1254                         worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1255
1256                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq)
1257                                 pool = last_pool;
1258                         else {
1259                                 /* meh... not running there, queue here */
1260                                 spin_unlock(&last_pool->lock);
1261                                 spin_lock(&pool->lock);
1262                         }
1263                 } else {
1264                         spin_lock(&pool->lock);
1265                 }
1266         } else {
1267                 pool = get_std_worker_pool(WORK_CPU_UNBOUND, highpri);
1268                 spin_lock(&pool->lock);
1269         }
1270
1271         /* pool determined, get cwq and queue */
1272         cwq = get_cwq(pool->cpu, wq);
1273         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, cwq, work);
1274
1275         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1276                 spin_unlock(&pool->lock);
1277                 return;
1278         }
1279
1280         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
1281         work_flags = work_color_to_flags(cwq->work_color);
1282
1283         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
1284                 trace_workqueue_activate_work(work);
1285                 cwq->nr_active++;
1286                 worklist = &cwq->pool->worklist;
1287         } else {
1288                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1289                 worklist = &cwq->delayed_works;
1290         }
1291
1292         insert_work(cwq, work, worklist, work_flags);
1293
1294         spin_unlock(&pool->lock);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1299  * @cpu: CPU number to execute work on
1300  * @wq: workqueue to use
1301  * @work: work to queue
1302  *
1303  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1304  *
1305  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1306  * can't go away.
1307  */
1308 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1309                    struct work_struct *work)
1310 {
1311         bool ret = false;
1312         unsigned long flags;
1313
1314         local_irq_save(flags);
1315
1316         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1317                 __queue_work(cpu, wq, work);
1318                 ret = true;
1319         }
1320
1321         local_irq_restore(flags);
1322         return ret;
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1325
1326 /**
1327  * queue_work - queue work on a workqueue
1328  * @wq: workqueue to use
1329  * @work: work to queue
1330  *
1331  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1332  *
1333  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1334  * it can be processed by another CPU.
1335  */
1336 bool queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1337 {
1338         return queue_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, work);
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1341
1342 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1343 {
1344         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1345
1346         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1347         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1348 }
1349 EXPORT_SYMBOL_GPL(delayed_work_timer_fn);
1350
1351 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1352                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1353 {
1354         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1355         struct work_struct *work = &dwork->work;
1356
1357         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1358                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1359         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1360         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1361
1362         /*
1363          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1364          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1365          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1366          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1367          */
1368         if (!delay) {
1369                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1370                 return;
1371         }
1372
1373         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1374
1375         dwork->wq = wq;
1376         dwork->cpu = cpu;
1377         timer->expires = jiffies + delay;
1378
1379         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1380                 add_timer_on(timer, cpu);
1381         else
1382                 add_timer(timer);
1383 }
1384
1385 /**
1386  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1387  * @cpu: CPU number to execute work on
1388  * @wq: workqueue to use
1389  * @dwork: work to queue
1390  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1391  *
1392  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1393  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1394  * execution.
1395  */
1396 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1397                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1398 {
1399         struct work_struct *work = &dwork->work;
1400         bool ret = false;
1401         unsigned long flags;
1402
1403         /* read the comment in __queue_work() */
1404         local_irq_save(flags);
1405
1406         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1407                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1408                 ret = true;
1409         }
1410
1411         local_irq_restore(flags);
1412         return ret;
1413 }
1414 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1415
1416 /**
1417  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1418  * @wq: workqueue to use
1419  * @dwork: delayable work to queue
1420  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1421  *
1422  * Equivalent to queue_delayed_work_on() but tries to use the local CPU.
1423  */
1424 bool queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1425                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1426 {
1427         return queue_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1428 }
1429 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1430
1431 /**
1432  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1433  * @cpu: CPU number to execute work on
1434  * @wq: workqueue to use
1435  * @dwork: work to queue
1436  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1437  *
1438  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1439  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1440  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1441  * current state.
1442  *
1443  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1444  * pending and its timer was modified.
1445  *
1446  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1447  * See try_to_grab_pending() for details.
1448  */
1449 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1450                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1451 {
1452         unsigned long flags;
1453         int ret;
1454
1455         do {
1456                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1457         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1458
1459         if (likely(ret >= 0)) {
1460                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1461                 local_irq_restore(flags);
1462         }
1463
1464         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1465         return ret;
1466 }
1467 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1468
1469 /**
1470  * mod_delayed_work - modify delay of or queue a delayed work
1471  * @wq: workqueue to use
1472  * @dwork: work to queue
1473  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1474  *
1475  * mod_delayed_work_on() on local CPU.
1476  */
1477 bool mod_delayed_work(struct workqueue_struct *wq, struct delayed_work *dwork,
1478                       unsigned long delay)
1479 {
1480         return mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1481 }
1482 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work);
1483
1484 /**
1485  * worker_enter_idle - enter idle state
1486  * @worker: worker which is entering idle state
1487  *
1488  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1489  * necessary.
1490  *
1491  * LOCKING:
1492  * spin_lock_irq(pool->lock).
1493  */
1494 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1495 {
1496         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1497
1498         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1499         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1500                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1501
1502         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1503         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1504         pool->nr_idle++;
1505         worker->last_active = jiffies;
1506
1507         /* idle_list is LIFO */
1508         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1509
1510         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1511                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1512
1513         /*
1514          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1515          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1516          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1517          * unbind is not in progress.
1518          */
1519         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1520                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1521                      atomic_read(get_pool_nr_running(pool)));
1522 }
1523
1524 /**
1525  * worker_leave_idle - leave idle state
1526  * @worker: worker which is leaving idle state
1527  *
1528  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1529  *
1530  * LOCKING:
1531  * spin_lock_irq(pool->lock).
1532  */
1533 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1534 {
1535         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1536
1537         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1538         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1539         pool->nr_idle--;
1540         list_del_init(&worker->entry);
1541 }
1542
1543 /**
1544  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock pool
1545  * @worker: self
1546  *
1547  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1548  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1549  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1550  * guaranteed to execute on the cpu.
1551  *
1552  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1553  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1554  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1555  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1556  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1557  * [dis]associated in the meantime.
1558  *
1559  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1560  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1561  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1562  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1563  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1564  *
1565  * CONTEXT:
1566  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1567  * held.
1568  *
1569  * RETURNS:
1570  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1571  * bound), %false if offline.
1572  */
1573 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1574 __acquires(&pool->lock)
1575 {
1576         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1577         struct task_struct *task = worker->task;
1578
1579         while (true) {
1580                 /*
1581                  * The following call may fail, succeed or succeed
1582                  * without actually migrating the task to the cpu if
1583                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1584                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1585                  */
1586                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1587                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(pool->cpu));
1588
1589                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1590                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1591                         return false;
1592                 if (task_cpu(task) == pool->cpu &&
1593                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1594                                   get_cpu_mask(pool->cpu)))
1595                         return true;
1596                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1597
1598                 /*
1599                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1600                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1601                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1602                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1603                  */
1604                 cpu_relax();
1605                 cond_resched();
1606         }
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Rebind an idle @worker to its CPU.  worker_thread() will test
1611  * list_empty(@worker->entry) before leaving idle and call this function.
1612  */
1613 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1614 {
1615         /* CPU may go down again inbetween, clear UNBOUND only on success */
1616         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1617                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1618
1619         /* rebind complete, become available again */
1620         list_add(&worker->entry, &worker->pool->idle_list);
1621         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1626  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1627  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1628  * executed twice without intervening cpu down.
1629  */
1630 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1631 {
1632         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1633
1634         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1635                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1636
1637         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1638 }
1639
1640 /**
1641  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
1642  * @pool: pool of interest
1643  *
1644  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1645  * is different for idle and busy ones.
1646  *
1647  * Idle ones will be removed from the idle_list and woken up.  They will
1648  * add themselves back after completing rebind.  This ensures that the
1649  * idle_list doesn't contain any unbound workers when re-bound busy workers
1650  * try to perform local wake-ups for concurrency management.
1651  *
1652  * Busy workers can rebind after they finish their current work items.
1653  * Queueing the rebind work item at the head of the scheduled list is
1654  * enough.  Note that nr_running will be properly bumped as busy workers
1655  * rebind.
1656  *
1657  * On return, all non-manager workers are scheduled for rebind - see
1658  * manage_workers() for the manager special case.  Any idle worker
1659  * including the manager will not appear on @idle_list until rebind is
1660  * complete, making local wake-ups safe.
1661  */
1662 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
1663 {
1664         struct worker *worker, *n;
1665         struct hlist_node *pos;
1666         int i;
1667
1668         lockdep_assert_held(&pool->assoc_mutex);
1669         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1670
1671         /* dequeue and kick idle ones */
1672         list_for_each_entry_safe(worker, n, &pool->idle_list, entry) {
1673                 /*
1674                  * idle workers should be off @pool->idle_list until rebind
1675                  * is complete to avoid receiving premature local wake-ups.
1676                  */
1677                 list_del_init(&worker->entry);
1678
1679                 /*
1680                  * worker_thread() will see the above dequeuing and call
1681                  * idle_worker_rebind().
1682                  */
1683                 wake_up_process(worker->task);
1684         }
1685
1686         /* rebind busy workers */
1687         for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool) {
1688                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1689                 struct workqueue_struct *wq;
1690
1691                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1692                                      work_data_bits(rebind_work)))
1693                         continue;
1694
1695                 debug_work_activate(rebind_work);
1696
1697                 /*
1698                  * wq doesn't really matter but let's keep @worker->pool
1699                  * and @cwq->pool consistent for sanity.
1700                  */
1701                 if (std_worker_pool_pri(worker->pool))
1702                         wq = system_highpri_wq;
1703                 else
1704                         wq = system_wq;
1705
1706                 insert_work(get_cwq(pool->cpu, wq), rebind_work,
1707                             worker->scheduled.next,
1708                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1709         }
1710 }
1711
1712 static struct worker *alloc_worker(void)
1713 {
1714         struct worker *worker;
1715
1716         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1717         if (worker) {
1718                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1719                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1720                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1721                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1722                 worker->flags = WORKER_PREP;
1723         }
1724         return worker;
1725 }
1726
1727 /**
1728  * create_worker - create a new workqueue worker
1729  * @pool: pool the new worker will belong to
1730  *
1731  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1732  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1733  * destroy_worker().
1734  *
1735  * CONTEXT:
1736  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1737  *
1738  * RETURNS:
1739  * Pointer to the newly created worker.
1740  */
1741 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1742 {
1743         const char *pri = std_worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1744         struct worker *worker = NULL;
1745         int id = -1;
1746
1747         spin_lock_irq(&pool->lock);
1748         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1749                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1750                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1751                         goto fail;
1752                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1753         }
1754         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1755
1756         worker = alloc_worker();
1757         if (!worker)
1758                 goto fail;
1759
1760         worker->pool = pool;
1761         worker->id = id;
1762
1763         if (pool->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1764                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1765                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1766                                         "kworker/%u:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1767         else
1768                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1769                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1770         if (IS_ERR(worker->task))
1771                 goto fail;
1772
1773         if (std_worker_pool_pri(pool))
1774                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1775
1776         /*
1777          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1778          * %POOL_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1779          * flag remains stable across this function.  See the comments
1780          * above the flag definition for details.
1781          *
1782          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1783          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1784          */
1785         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
1786                 kthread_bind(worker->task, pool->cpu);
1787         } else {
1788                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1789                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1790         }
1791
1792         return worker;
1793 fail:
1794         if (id >= 0) {
1795                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1796                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1797                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1798         }
1799         kfree(worker);
1800         return NULL;
1801 }
1802
1803 /**
1804  * start_worker - start a newly created worker
1805  * @worker: worker to start
1806  *
1807  * Make the pool aware of @worker and start it.
1808  *
1809  * CONTEXT:
1810  * spin_lock_irq(pool->lock).
1811  */
1812 static void start_worker(struct worker *worker)
1813 {
1814         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1815         worker->pool->nr_workers++;
1816         worker_enter_idle(worker);
1817         wake_up_process(worker->task);
1818 }
1819
1820 /**
1821  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1822  * @worker: worker to be destroyed
1823  *
1824  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1825  *
1826  * CONTEXT:
1827  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1828  */
1829 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1830 {
1831         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1832         int id = worker->id;
1833
1834         /* sanity check frenzy */
1835         BUG_ON(worker->current_work);
1836         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1837
1838         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1839                 pool->nr_workers--;
1840         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1841                 pool->nr_idle--;
1842
1843         list_del_init(&worker->entry);
1844         worker->flags |= WORKER_DIE;
1845
1846         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1847
1848         kthread_stop(worker->task);
1849         kfree(worker);
1850
1851         spin_lock_irq(&pool->lock);
1852         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1853 }
1854
1855 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1856 {
1857         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1858
1859         spin_lock_irq(&pool->lock);
1860
1861         if (too_many_workers(pool)) {
1862                 struct worker *worker;
1863                 unsigned long expires;
1864
1865                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1866                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1867                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1868
1869                 if (time_before(jiffies, expires))
1870                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1871                 else {
1872                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1873                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1874                         wake_up_worker(pool);
1875                 }
1876         }
1877
1878         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1879 }
1880
1881 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1882 {
1883         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1884         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1885         unsigned int cpu;
1886
1887         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1888                 return false;
1889
1890         /* mayday mayday mayday */
1891         cpu = cwq->pool->cpu;
1892         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1893         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1894                 cpu = 0;
1895         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1896                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1897         return true;
1898 }
1899
1900 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1901 {
1902         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1903         struct work_struct *work;
1904
1905         spin_lock_irq(&pool->lock);
1906
1907         if (need_to_create_worker(pool)) {
1908                 /*
1909                  * We've been trying to create a new worker but
1910                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1911                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1912                  * rescuers.
1913                  */
1914                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1915                         send_mayday(work);
1916         }
1917
1918         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1919
1920         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1921 }
1922
1923 /**
1924  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1925  * @pool: pool to create a new worker for
1926  *
1927  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1928  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1929  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1930  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1931  * possible allocation deadlock.
1932  *
1933  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1934  * may_start_working() true.
1935  *
1936  * LOCKING:
1937  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1938  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1939  * manager.
1940  *
1941  * RETURNS:
1942  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1943  * otherwise.
1944  */
1945 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1946 __releases(&pool->lock)
1947 __acquires(&pool->lock)
1948 {
1949         if (!need_to_create_worker(pool))
1950                 return false;
1951 restart:
1952         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1953
1954         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1955         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1956
1957         while (true) {
1958                 struct worker *worker;
1959
1960                 worker = create_worker(pool);
1961                 if (worker) {
1962                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1963                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1964                         start_worker(worker);
1965                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1966                         return true;
1967                 }
1968
1969                 if (!need_to_create_worker(pool))
1970                         break;
1971
1972                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1973                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1974
1975                 if (!need_to_create_worker(pool))
1976                         break;
1977         }
1978
1979         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1980         spin_lock_irq(&pool->lock);
1981         if (need_to_create_worker(pool))
1982                 goto restart;
1983         return true;
1984 }
1985
1986 /**
1987  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1988  * @pool: pool to destroy workers for
1989  *
1990  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1991  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1992  *
1993  * LOCKING:
1994  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1995  * multiple times.  Called only from manager.
1996  *
1997  * RETURNS:
1998  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1999  * otherwise.
2000  */
2001 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2002 {
2003         bool ret = false;
2004
2005         while (too_many_workers(pool)) {
2006                 struct worker *worker;
2007                 unsigned long expires;
2008
2009                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2010                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2011
2012                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2013                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2014                         break;
2015                 }
2016
2017                 destroy_worker(worker);
2018                 ret = true;
2019         }
2020
2021         return ret;
2022 }
2023
2024 /**
2025  * manage_workers - manage worker pool
2026  * @worker: self
2027  *
2028  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2029  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2030  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2031  *
2032  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2033  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2034  * and may_start_working() is true.
2035  *
2036  * CONTEXT:
2037  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2038  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2039  *
2040  * RETURNS:
2041  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2042  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2043  */
2044 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2045 {
2046         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2047         bool ret = false;
2048
2049         if (pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS)
2050                 return ret;
2051
2052         pool->flags |= POOL_MANAGING_WORKERS;
2053
2054         /*
2055          * To simplify both worker management and CPU hotplug, hold off
2056          * management while hotplug is in progress.  CPU hotplug path can't
2057          * grab %POOL_MANAGING_WORKERS to achieve this because that can
2058          * lead to idle worker depletion (all become busy thinking someone
2059          * else is managing) which in turn can result in deadlock under
2060          * extreme circumstances.  Use @pool->assoc_mutex to synchronize
2061          * manager against CPU hotplug.
2062          *
2063          * assoc_mutex would always be free unless CPU hotplug is in
2064          * progress.  trylock first without dropping @pool->lock.
2065          */
2066         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->assoc_mutex))) {
2067                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2068                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
2069                 /*
2070                  * CPU hotplug could have happened while we were waiting
2071                  * for assoc_mutex.  Hotplug itself can't handle us
2072                  * because manager isn't either on idle or busy list, and
2073                  * @pool's state and ours could have deviated.
2074                  *
2075                  * As hotplug is now excluded via assoc_mutex, we can
2076                  * simply try to bind.  It will succeed or fail depending
2077                  * on @pool's current state.  Try it and adjust
2078                  * %WORKER_UNBOUND accordingly.
2079                  */
2080                 if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
2081                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
2082                 else
2083                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
2084
2085                 ret = true;
2086         }
2087
2088         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2089
2090         /*
2091          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2092          * on return.
2093          */
2094         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2095         ret |= maybe_create_worker(pool);
2096
2097         pool->flags &= ~POOL_MANAGING_WORKERS;
2098         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
2099         return ret;
2100 }
2101
2102 /**
2103  * process_one_work - process single work
2104  * @worker: self
2105  * @work: work to process
2106  *
2107  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2108  * process a single work including synchronization against and
2109  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2110  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2111  * call this function to process a work.
2112  *
2113  * CONTEXT:
2114  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2115  */
2116 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2117 __releases(&pool->lock)
2118 __acquires(&pool->lock)
2119 {
2120         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
2121         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2122         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2123         int work_color;
2124         struct worker *collision;
2125 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2126         /*
2127          * It is permissible to free the struct work_struct from
2128          * inside the function that is called from it, this we need to
2129          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2130          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2131          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2132          */
2133         struct lockdep_map lockdep_map;
2134
2135         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2136 #endif
2137         /*
2138          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2139          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2140          * unbound or a disassociated pool.
2141          */
2142         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2143                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2144                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2145
2146         /*
2147          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2148          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2149          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2150          * currently executing one.
2151          */
2152         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2153         if (unlikely(collision)) {
2154                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2155                 return;
2156         }
2157
2158         /* claim and dequeue */
2159         debug_work_deactivate(work);
2160         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2161         worker->current_work = work;
2162         worker->current_func = work->func;
2163         worker->current_cwq = cwq;
2164         work_color = get_work_color(work);
2165
2166         list_del_init(&work->entry);
2167
2168         /*
2169          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2170          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2171          */
2172         if (unlikely(cpu_intensive))
2173                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2174
2175         /*
2176          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2177          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2178          */
2179         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2180                 wake_up_worker(pool);
2181
2182         /*
2183          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2184          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2185          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2186          * disabled.
2187          */
2188         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2189
2190         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2191
2192         lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2193         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2194         trace_workqueue_execute_start(work);
2195         worker->current_func(work);
2196         /*
2197          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2198          * point will only record its address.
2199          */
2200         trace_workqueue_execute_end(work);
2201         lock_map_release(&lockdep_map);
2202         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2203
2204         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2205                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2206                        "     last function: %pf\n",
2207                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2208                        worker->current_func);
2209                 debug_show_held_locks(current);
2210                 dump_stack();
2211         }
2212
2213         spin_lock_irq(&pool->lock);
2214
2215         /* clear cpu intensive status */
2216         if (unlikely(cpu_intensive))
2217                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2218
2219         /* we're done with it, release */
2220         hash_del(&worker->hentry);
2221         worker->current_work = NULL;
2222         worker->current_func = NULL;
2223         worker->current_cwq = NULL;
2224         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color);
2225 }
2226
2227 /**
2228  * process_scheduled_works - process scheduled works
2229  * @worker: self
2230  *
2231  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2232  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2233  * fetches a work from the top and executes it.
2234  *
2235  * CONTEXT:
2236  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2237  * multiple times.
2238  */
2239 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2240 {
2241         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2242                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2243                                                 struct work_struct, entry);
2244                 process_one_work(worker, work);
2245         }
2246 }
2247
2248 /**
2249  * worker_thread - the worker thread function
2250  * @__worker: self
2251  *
2252  * The worker thread function.  There are NR_CPU_WORKER_POOLS dynamic pools
2253  * of these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2254  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2255  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2256  * rescuer_thread().
2257  */
2258 static int worker_thread(void *__worker)
2259 {
2260         struct worker *worker = __worker;
2261         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2262
2263         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2264         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2265 woke_up:
2266         spin_lock_irq(&pool->lock);
2267
2268         /* we are off idle list if destruction or rebind is requested */
2269         if (unlikely(list_empty(&worker->entry))) {
2270                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2271
2272                 /* if DIE is set, destruction is requested */
2273                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2274                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2275                         return 0;
2276                 }
2277
2278                 /* otherwise, rebind */
2279                 idle_worker_rebind(worker);
2280                 goto woke_up;
2281         }
2282
2283         worker_leave_idle(worker);
2284 recheck:
2285         /* no more worker necessary? */
2286         if (!need_more_worker(pool))
2287                 goto sleep;
2288
2289         /* do we need to manage? */
2290         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2291                 goto recheck;
2292
2293         /*
2294          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2295          * preparing to process a work or actually processing it.
2296          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2297          */
2298         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2299
2300         /*
2301          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2302          * at least one idle worker or that someone else has already
2303          * assumed the manager role.
2304          */
2305         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2306
2307         do {
2308                 struct work_struct *work =
2309                         list_first_entry(&pool->worklist,
2310                                          struct work_struct, entry);
2311
2312                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2313                         /* optimization path, not strictly necessary */
2314                         process_one_work(worker, work);
2315                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2316                                 process_scheduled_works(worker);
2317                 } else {
2318                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2319                         process_scheduled_works(worker);
2320                 }
2321         } while (keep_working(pool));
2322
2323         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2324 sleep:
2325         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2326                 goto recheck;
2327
2328         /*
2329          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2330          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2331          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2332          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2333          * event.
2334          */
2335         worker_enter_idle(worker);
2336         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2337         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2338         schedule();
2339         goto woke_up;
2340 }
2341
2342 /**
2343  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2344  * @__rescuer: self
2345  *
2346  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2347  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2348  *
2349  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2350  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2351  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2352  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2353  * the problem rescuer solves.
2354  *
2355  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2356  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2357  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2358  *
2359  * This should happen rarely.
2360  */
2361 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2362 {
2363         struct worker *rescuer = __rescuer;
2364         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2365         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2366         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2367         unsigned int cpu;
2368
2369         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2370
2371         /*
2372          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2373          * doesn't participate in concurrency management.
2374          */
2375         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2376 repeat:
2377         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2378
2379         if (kthread_should_stop()) {
2380                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2381                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2382                 return 0;
2383         }
2384
2385         /*
2386          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2387          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2388          */
2389         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2390                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2391                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
2392                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2393                 struct work_struct *work, *n;
2394
2395                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2396                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2397
2398                 /* migrate to the target cpu if possible */
2399                 rescuer->pool = pool;
2400                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2401
2402                 /*
2403                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2404                  * process'em.
2405                  */
2406                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2407                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2408                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
2409                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2410
2411                 process_scheduled_works(rescuer);
2412
2413                 /*
2414                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2415                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2416                  * and stalling the execution.
2417                  */
2418                 if (keep_working(pool))
2419                         wake_up_worker(pool);
2420
2421                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2422         }
2423
2424         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2425         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2426         schedule();
2427         goto repeat;
2428 }
2429
2430 struct wq_barrier {
2431         struct work_struct      work;
2432         struct completion       done;
2433 };
2434
2435 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2436 {
2437         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2438         complete(&barr->done);
2439 }
2440
2441 /**
2442  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2443  * @cwq: cwq to insert barrier into
2444  * @barr: wq_barrier to insert
2445  * @target: target work to attach @barr to
2446  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2447  *
2448  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2449  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2450  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2451  * cpu.
2452  *
2453  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2454  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2455  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2456  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2457  * after a work with LINKED flag set.
2458  *
2459  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2460  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2461  *
2462  * CONTEXT:
2463  * spin_lock_irq(pool->lock).
2464  */
2465 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2466                               struct wq_barrier *barr,
2467                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2468 {
2469         struct list_head *head;
2470         unsigned int linked = 0;
2471
2472         /*
2473          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2474          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2475          * checks and call back into the fixup functions where we
2476          * might deadlock.
2477          */
2478         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2479         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2480         init_completion(&barr->done);
2481
2482         /*
2483          * If @target is currently being executed, schedule the
2484          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2485          */
2486         if (worker)
2487                 head = worker->scheduled.next;
2488         else {
2489                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2490
2491                 head = target->entry.next;
2492                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2493                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2494                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2495         }
2496
2497         debug_work_activate(&barr->work);
2498         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2499                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2500 }
2501
2502 /**
2503  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2504  * @wq: workqueue being flushed
2505  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2506  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2507  *
2508  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2509  *
2510  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2511  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2512  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2513  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2514  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2515  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2516  *
2517  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2518  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2519  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2520  * is returned.
2521  *
2522  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2523  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2524  * advanced to @work_color.
2525  *
2526  * CONTEXT:
2527  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2528  *
2529  * RETURNS:
2530  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2531  * otherwise.
2532  */
2533 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2534                                       int flush_color, int work_color)
2535 {
2536         bool wait = false;
2537         unsigned int cpu;
2538
2539         if (flush_color >= 0) {
2540                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2541                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2542         }
2543
2544         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2545                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2546                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2547
2548                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2549
2550                 if (flush_color >= 0) {
2551                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2552
2553                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2554                                 cwq->flush_color = flush_color;
2555                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2556                                 wait = true;
2557                         }
2558                 }
2559
2560                 if (work_color >= 0) {
2561                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2562                         cwq->work_color = work_color;
2563                 }
2564
2565                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2566         }
2567
2568         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2569                 complete(&wq->first_flusher->done);
2570
2571         return wait;
2572 }
2573
2574 /**
2575  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2576  * @wq: workqueue to flush
2577  *
2578  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2579  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2580  *
2581  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2582  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2583  */
2584 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2585 {
2586         struct wq_flusher this_flusher = {
2587                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2588                 .flush_color = -1,
2589                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2590         };
2591         int next_color;
2592
2593         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2594         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2595
2596         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2597
2598         /*
2599          * Start-to-wait phase
2600          */
2601         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2602
2603         if (next_color != wq->flush_color) {
2604                 /*
2605                  * Color space is not full.  The current work_color
2606                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2607                  * by one.
2608                  */
2609                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2610                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2611                 wq->work_color = next_color;
2612
2613                 if (!wq->first_flusher) {
2614                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2615                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2616
2617                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2618
2619                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2620                                                        wq->work_color)) {
2621                                 /* nothing to flush, done */
2622                                 wq->flush_color = next_color;
2623                                 wq->first_flusher = NULL;
2624                                 goto out_unlock;
2625                         }
2626                 } else {
2627                         /* wait in queue */
2628                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2629                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2630                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2631                 }
2632         } else {
2633                 /*
2634                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2635                  * The next flush completion will assign us
2636                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2637                  */
2638                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2639         }
2640
2641         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2642
2643         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2644
2645         /*
2646          * Wake-up-and-cascade phase
2647          *
2648          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2649          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2650          */
2651         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2652                 return;
2653
2654         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2655
2656         /* we might have raced, check again with mutex held */
2657         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2658                 goto out_unlock;
2659
2660         wq->first_flusher = NULL;
2661
2662         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2663         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2664
2665         while (true) {
2666                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2667
2668                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2669                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2670                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2671                                 break;
2672                         list_del_init(&next->list);
2673                         complete(&next->done);
2674                 }
2675
2676                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2677                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2678
2679                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2680                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2681
2682                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2683                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2684                         /*
2685                          * Assign the same color to all overflowed
2686                          * flushers, advance work_color and append to
2687                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2688                          * phase for these overflowed flushers.
2689                          */
2690                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2691                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2692
2693                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2694
2695                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2696                                               &wq->flusher_queue);
2697                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2698                 }
2699
2700                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2701                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2702                         break;
2703                 }
2704
2705                 /*
2706                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2707                  * the new first flusher and arm cwqs.
2708                  */
2709                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2710                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2711
2712                 list_del_init(&next->list);
2713                 wq->first_flusher = next;
2714
2715                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2716                         break;
2717
2718                 /*
2719                  * Meh... this color is already done, clear first
2720                  * flusher and repeat cascading.
2721                  */
2722                 wq->first_flusher = NULL;
2723         }
2724
2725 out_unlock:
2726         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2727 }
2728 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2729
2730 /**
2731  * drain_workqueue - drain a workqueue
2732  * @wq: workqueue to drain
2733  *
2734  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2735  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2736  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2737  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2738  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2739  * takes too long.
2740  */
2741 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2742 {
2743         unsigned int flush_cnt = 0;
2744         unsigned int cpu;
2745
2746         /*
2747          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2748          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2749          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2750          */
2751         spin_lock(&workqueue_lock);
2752         if (!wq->nr_drainers++)
2753                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2754         spin_unlock(&workqueue_lock);
2755 reflush:
2756         flush_workqueue(wq);
2757
2758         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2759                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2760                 bool drained;
2761
2762                 spin_lock_irq(&cwq->pool->lock);
2763                 drained = !cwq->nr_active && list_empty(&cwq->delayed_works);
2764                 spin_unlock_irq(&cwq->pool->lock);
2765
2766                 if (drained)
2767                         continue;
2768
2769                 if (++flush_cnt == 10 ||
2770                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2771                         pr_warn("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2772                                 wq->name, flush_cnt);
2773                 goto reflush;
2774         }
2775
2776         spin_lock(&workqueue_lock);
2777         if (!--wq->nr_drainers)
2778                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2779         spin_unlock(&workqueue_lock);
2780 }
2781 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2782
2783 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2784 {
2785         struct worker *worker = NULL;
2786         struct worker_pool *pool;
2787         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2788
2789         might_sleep();
2790         pool = get_work_pool(work);
2791         if (!pool)
2792                 return false;
2793
2794         spin_lock_irq(&pool->lock);
2795         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2796         cwq = get_work_cwq(work);
2797         if (cwq) {
2798                 if (unlikely(cwq->pool != pool))
2799                         goto already_gone;
2800         } else {
2801                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2802                 if (!worker)
2803                         goto already_gone;
2804                 cwq = worker->current_cwq;
2805         }
2806
2807         insert_wq_barrier(cwq, barr, work, worker);
2808         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2809
2810         /*
2811          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2812          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2813          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2814          * access.
2815          */
2816         if (cwq->wq->saved_max_active == 1 || cwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2817                 lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2818         else
2819                 lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2820         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2821
2822         return true;
2823 already_gone:
2824         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2825         return false;
2826 }
2827
2828 /**
2829  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2830  * @work: the work to flush
2831  *
2832  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2833  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2834  *
2835  * RETURNS:
2836  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2837  * %false if it was already idle.
2838  */
2839 bool flush_work(struct work_struct *work)
2840 {
2841         struct wq_barrier barr;
2842
2843         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2844         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2845
2846         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2847                 wait_for_completion(&barr.done);
2848                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2849                 return true;
2850         } else {
2851                 return false;
2852         }
2853 }
2854 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2855
2856 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2857 {
2858         unsigned long flags;
2859         int ret;
2860
2861         do {
2862                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2863                 /*
2864                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2865                  * would be waiting for before retrying.
2866                  */
2867                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2868                         flush_work(work);
2869         } while (unlikely(ret < 0));
2870
2871         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2872         mark_work_canceling(work);
2873         local_irq_restore(flags);
2874
2875         flush_work(work);
2876         clear_work_data(work);
2877         return ret;
2878 }
2879
2880 /**
2881  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2882  * @work: the work to cancel
2883  *
2884  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2885  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2886  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2887  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2888  *
2889  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2890  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2891  *
2892  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2893  * queued can't be destroyed before this function returns.
2894  *
2895  * RETURNS:
2896  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2897  */
2898 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2899 {
2900         return __cancel_work_timer(work, false);
2901 }
2902 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2903
2904 /**
2905  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2906  * @dwork: the delayed work to flush
2907  *
2908  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2909  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2910  * considers the last queueing instance of @dwork.
2911  *
2912  * RETURNS:
2913  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2914  * %false if it was already idle.
2915  */
2916 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2917 {
2918         local_irq_disable();
2919         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2920                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2921         local_irq_enable();
2922         return flush_work(&dwork->work);
2923 }
2924 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2925
2926 /**
2927  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2928  * @dwork: delayed_work to cancel
2929  *
2930  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2931  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2932  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2933  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2934  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2935  *
2936  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2937  */
2938 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2939 {
2940         unsigned long flags;
2941         int ret;
2942
2943         do {
2944                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2945         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2946
2947         if (unlikely(ret < 0))
2948                 return false;
2949
2950         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2951                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2952         local_irq_restore(flags);
2953         return ret;
2954 }
2955 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2956
2957 /**
2958  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2959  * @dwork: the delayed work cancel
2960  *
2961  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2962  *
2963  * RETURNS:
2964  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2965  */
2966 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2967 {
2968         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2969 }
2970 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2971
2972 /**
2973  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2974  * @cpu: cpu to put the work task on
2975  * @work: job to be done
2976  *
2977  * This puts a job on a specific cpu
2978  */
2979 bool schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2980 {
2981         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2982 }
2983 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2984
2985 /**
2986  * schedule_work - put work task in global workqueue
2987  * @work: job to be done
2988  *
2989  * Returns %false if @work was already on the kernel-global workqueue and
2990  * %true otherwise.
2991  *
2992  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2993  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2994  * workqueue otherwise.
2995  */
2996 bool schedule_work(struct work_struct *work)
2997 {
2998         return queue_work(system_wq, work);
2999 }
3000 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
3001
3002 /**
3003  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
3004  * @cpu: cpu to use
3005  * @dwork: job to be done
3006  * @delay: number of jiffies to wait
3007  *
3008  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
3009  * workqueue on the specified CPU.
3010  */
3011 bool schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3012                               unsigned long delay)
3013 {
3014         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
3015 }
3016 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
3017
3018 /**
3019  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
3020  * @dwork: job to be done
3021  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
3022  *
3023  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
3024  * workqueue.
3025  */
3026 bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
3027 {
3028         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
3029 }
3030 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
3031
3032 /**
3033  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3034  * @func: the function to call
3035  *
3036  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3037  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3038  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3039  *
3040  * RETURNS:
3041  * 0 on success, -errno on failure.
3042  */
3043 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3044 {
3045         int cpu;
3046         struct work_struct __percpu *works;
3047
3048         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3049         if (!works)
3050                 return -ENOMEM;
3051
3052         get_online_cpus();
3053
3054         for_each_online_cpu(cpu) {
3055                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3056
3057                 INIT_WORK(work, func);
3058                 schedule_work_on(cpu, work);
3059         }
3060
3061         for_each_online_cpu(cpu)
3062                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3063
3064         put_online_cpus();
3065         free_percpu(works);
3066         return 0;
3067 }
3068
3069 /**
3070  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3071  *
3072  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3073  * completion.
3074  *
3075  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3076  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3077  * will lead to deadlock:
3078  *
3079  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3080  *      a lock held by your code or its caller.
3081  *
3082  *      Your code is running in the context of a work routine.
3083  *
3084  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3085  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3086  * what locks they need, which you have no control over.
3087  *
3088  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3089  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3090  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3091  * cancel_work_sync() instead.
3092  */
3093 void flush_scheduled_work(void)
3094 {
3095         flush_workqueue(system_wq);
3096 }
3097 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3098
3099 /**
3100  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3101  * @fn:         the function to execute
3102  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3103  *              be available when the work executes)
3104  *
3105  * Executes the function immediately if process context is available,
3106  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3107  *
3108  * Returns:     0 - function was executed
3109  *              1 - function was scheduled for execution
3110  */
3111 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3112 {
3113         if (!in_interrupt()) {
3114                 fn(&ew->work);
3115                 return 0;
3116         }
3117
3118         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3119         schedule_work(&ew->work);
3120
3121         return 1;
3122 }
3123 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3124
3125 int keventd_up(void)
3126 {
3127         return system_wq != NULL;
3128 }
3129
3130 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3131 {
3132         /*
3133          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3134          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3135          * unsigned long long.
3136          */
3137         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
3138         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3139                                    __alignof__(unsigned long long));
3140
3141         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3142                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3143         else {
3144                 void *ptr;
3145
3146                 /*
3147                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
3148                  * pointer at the end pointing back to the originally
3149                  * allocated pointer which will be used for free.
3150                  */
3151                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3152                 if (ptr) {
3153                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3154                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
3155                 }
3156         }
3157
3158         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3159         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
3160         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3161 }
3162
3163 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3164 {
3165         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3166                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
3167         else if (wq->cpu_wq.single) {
3168                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
3169                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
3170         }
3171 }
3172
3173 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3174                                const char *name)
3175 {
3176         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3177
3178         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3179                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3180                         max_active, name, 1, lim);
3181
3182         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3183 }
3184
3185 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3186                                                unsigned int flags,
3187                                                int max_active,
3188                                                struct lock_class_key *key,
3189                                                const char *lock_name, ...)
3190 {
3191         va_list args, args1;
3192         struct workqueue_struct *wq;
3193         unsigned int cpu;
3194         size_t namelen;
3195
3196         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3197         va_start(args, lock_name);
3198         va_copy(args1, args);
3199         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3200
3201         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3202         if (!wq)
3203                 goto err;
3204
3205         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3206         va_end(args);
3207         va_end(args1);
3208
3209         /*
3210          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3211          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3212          */
3213         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3214                 flags |= WQ_RESCUER;
3215
3216         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3217         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3218
3219         /* init wq */
3220         wq->flags = flags;
3221         wq->saved_max_active = max_active;
3222         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3223         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
3224         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3225         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3226
3227         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3228         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3229
3230         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
3231                 goto err;
3232
3233         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3234                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3235
3236                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3237                 cwq->pool = get_std_worker_pool(cpu, flags & WQ_HIGHPRI);
3238                 cwq->wq = wq;
3239                 cwq->flush_color = -1;
3240                 cwq->max_active = max_active;
3241                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
3242         }
3243
3244         if (flags & WQ_RESCUER) {
3245                 struct worker *rescuer;
3246
3247                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3248                         goto err;
3249
3250                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3251                 if (!rescuer)
3252                         goto err;
3253
3254                 rescuer->rescue_wq = wq;
3255                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3256                                                wq->name);
3257                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3258                         goto err;
3259
3260                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3261                 wake_up_process(rescuer->task);
3262         }
3263
3264         /*
3265          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3266          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3267          * workqueue to workqueues list.
3268          */
3269         spin_lock(&workqueue_lock);
3270
3271         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3272                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
3273                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3274
3275         list_add(&wq->list, &workqueues);
3276
3277         spin_unlock(&workqueue_lock);
3278
3279         return wq;
3280 err:
3281         if (wq) {
3282                 free_cwqs(wq);
3283                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3284                 kfree(wq->rescuer);
3285                 kfree(wq);
3286         }
3287         return NULL;
3288 }
3289 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3290
3291 /**
3292  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3293  * @wq: target workqueue
3294  *
3295  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3296  */
3297 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3298 {
3299         unsigned int cpu;
3300
3301         /* drain it before proceeding with destruction */
3302         drain_workqueue(wq);
3303
3304         /*
3305          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3306          * flushing is complete in case freeze races us.
3307          */
3308         spin_lock(&workqueue_lock);
3309         list_del(&wq->list);
3310         spin_unlock(&workqueue_lock);
3311
3312         /* sanity check */
3313         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3314                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3315                 int i;
3316
3317                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3318                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
3319                 BUG_ON(cwq->nr_active);
3320                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
3321         }
3322
3323         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3324                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3325                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3326                 kfree(wq->rescuer);
3327         }
3328
3329         free_cwqs(wq);
3330         kfree(wq);
3331 }
3332 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3333
3334 /**
3335  * cwq_set_max_active - adjust max_active of a cwq
3336  * @cwq: target cpu_workqueue_struct
3337  * @max_active: new max_active value.
3338  *
3339  * Set @cwq->max_active to @max_active and activate delayed works if
3340  * increased.
3341  *
3342  * CONTEXT:
3343  * spin_lock_irq(pool->lock).
3344  */
3345 static void cwq_set_max_active(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int max_active)
3346 {
3347         cwq->max_active = max_active;
3348
3349         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3350                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3351                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3352 }
3353
3354 /**
3355  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3356  * @wq: target workqueue
3357  * @max_active: new max_active value.
3358  *
3359  * Set max_active of @wq to @max_active.
3360  *
3361  * CONTEXT:
3362  * Don't call from IRQ context.
3363  */
3364 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3365 {
3366         unsigned int cpu;
3367
3368         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3369
3370         spin_lock(&workqueue_lock);
3371
3372         wq->saved_max_active = max_active;
3373
3374         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3375                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3376                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
3377
3378                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3379
3380                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3381                     !(pool->flags & POOL_FREEZING))
3382                         cwq_set_max_active(cwq, max_active);
3383
3384                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3385         }
3386
3387         spin_unlock(&workqueue_lock);
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3390
3391 /**
3392  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3393  * @cpu: CPU in question
3394  * @wq: target workqueue
3395  *
3396  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3397  * no synchronization around this function and the test result is
3398  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3399  *
3400  * RETURNS:
3401  * %true if congested, %false otherwise.
3402  */
3403 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3404 {
3405         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3406
3407         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3410
3411 /**
3412  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3413  * @work: the work to be tested
3414  *
3415  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3416  * synchronization around this function and the test result is
3417  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3418  *
3419  * RETURNS:
3420  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3421  */
3422 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3423 {
3424         struct worker_pool *pool = get_work_pool(work);
3425         unsigned long flags;
3426         unsigned int ret = 0;
3427
3428         if (work_pending(work))
3429                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3430
3431         if (pool) {
3432                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
3433                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
3434                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3435                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
3436         }
3437
3438         return ret;
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3441
3442 /*
3443  * CPU hotplug.
3444  *
3445  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3446  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
3447  * pool which make migrating pending and scheduled works very
3448  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3449  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
3450  * blocked draining impractical.
3451  *
3452  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
3453  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3454  * cpu comes back online.
3455  */
3456
3457 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3458 {
3459         int cpu = smp_processor_id();
3460         struct worker_pool *pool;
3461         struct worker *worker;
3462         struct hlist_node *pos;
3463         int i;
3464
3465         for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3466                 BUG_ON(cpu != smp_processor_id());
3467
3468                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3469                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3470
3471                 /*
3472                  * We've claimed all manager positions.  Make all workers
3473                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
3474                  * except for the ones which are still executing works from
3475                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
3476                  * this, they may become diasporas.
3477                  */
3478                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3479                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3480
3481                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool)
3482                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3483
3484                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3485
3486                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3487                 mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3488         }
3489
3490         /*
3491          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3492          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3493          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3494          */
3495         schedule();
3496
3497         /*
3498          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3499          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3500          * are always true as long as the worklist is not empty.  Pools on
3501          * @cpu now behave as unbound (in terms of concurrency management)
3502          * pools which are served by workers tied to the CPU.
3503          *
3504          * On return from this function, the current worker would trigger
3505          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3506          * didn't already.
3507          */
3508         for_each_std_worker_pool(pool, cpu)
3509                 atomic_set(get_pool_nr_running(pool), 0);
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3514  * This will be registered high priority CPU notifier.
3515  */
3516 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3517                                                unsigned long action,
3518                                                void *hcpu)
3519 {
3520         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3521         struct worker_pool *pool;
3522
3523         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3524         case CPU_UP_PREPARE:
3525                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3526                         struct worker *worker;
3527
3528                         if (pool->nr_workers)
3529                                 continue;
3530
3531                         worker = create_worker(pool);
3532                         if (!worker)
3533                                 return NOTIFY_BAD;
3534
3535                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3536                         start_worker(worker);
3537                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3538                 }
3539                 break;
3540
3541         case CPU_DOWN_FAILED:
3542         case CPU_ONLINE:
3543                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3544                         mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3545                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3546
3547                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3548                         rebind_workers(pool);
3549
3550                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3551                         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3552                 }
3553                 break;
3554         }
3555         return NOTIFY_OK;
3556 }
3557
3558 /*
3559  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3560  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3561  */
3562 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3563                                                  unsigned long action,
3564                                                  void *hcpu)
3565 {
3566         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3567         struct work_struct unbind_work;
3568
3569         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3570         case CPU_DOWN_PREPARE:
3571                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3572                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
3573                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
3574                 flush_work(&unbind_work);
3575                 break;
3576         }
3577         return NOTIFY_OK;
3578 }
3579
3580 #ifdef CONFIG_SMP
3581
3582 struct work_for_cpu {
3583         struct work_struct work;
3584         long (*fn)(void *);
3585         void *arg;
3586         long ret;
3587 };
3588
3589 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
3590 {
3591         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
3592
3593         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3594 }
3595
3596 /**
3597  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3598  * @cpu: the cpu to run on
3599  * @fn: the function to run
3600  * @arg: the function arg
3601  *
3602  * This will return the value @fn returns.
3603  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3604  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3605  */
3606 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3607 {
3608         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
3609
3610         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
3611         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
3612         flush_work(&wfc.work);
3613         return wfc.ret;
3614 }
3615 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3616 #endif /* CONFIG_SMP */
3617
3618 #ifdef CONFIG_FREEZER
3619
3620 /**
3621  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3622  *
3623  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3624  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3625  * pool->worklist.
3626  *
3627  * CONTEXT:
3628  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3629  */
3630 void freeze_workqueues_begin(void)
3631 {
3632         unsigned int cpu;
3633
3634         spin_lock(&workqueue_lock);
3635
3636         BUG_ON(workqueue_freezing);
3637         workqueue_freezing = true;
3638
3639         for_each_wq_cpu(cpu) {
3640                 struct worker_pool *pool;
3641                 struct workqueue_struct *wq;
3642
3643                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3644                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3645
3646                         WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
3647                         pool->flags |= POOL_FREEZING;
3648
3649                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3650                                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3651
3652                                 if (cwq && cwq->pool == pool &&
3653                                     (wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3654                                         cwq->max_active = 0;
3655                         }
3656
3657                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3658                 }
3659         }
3660
3661         spin_unlock(&workqueue_lock);
3662 }
3663
3664 /**
3665  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3666  *
3667  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3668  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3669  *
3670  * CONTEXT:
3671  * Grabs and releases workqueue_lock.
3672  *
3673  * RETURNS:
3674  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3675  * is complete.
3676  */
3677 bool freeze_workqueues_busy(void)
3678 {
3679         unsigned int cpu;
3680         bool busy = false;
3681
3682         spin_lock(&workqueue_lock);
3683
3684         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3685
3686         for_each_wq_cpu(cpu) {
3687                 struct workqueue_struct *wq;
3688                 /*
3689                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3690                  * to peek without lock.
3691                  */
3692                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3693                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3694
3695                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3696                                 continue;
3697
3698                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3699                         if (cwq->nr_active) {
3700                                 busy = true;
3701                                 goto out_unlock;
3702                         }
3703                 }
3704         }
3705 out_unlock:
3706         spin_unlock(&workqueue_lock);
3707         return busy;
3708 }
3709
3710 /**
3711  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3712  *
3713  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3714  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
3715  *
3716  * CONTEXT:
3717  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3718  */
3719 void thaw_workqueues(void)
3720 {
3721         unsigned int cpu;
3722
3723         spin_lock(&workqueue_lock);
3724
3725         if (!workqueue_freezing)
3726                 goto out_unlock;
3727
3728         for_each_wq_cpu(cpu) {
3729                 struct worker_pool *pool;
3730                 struct workqueue_struct *wq;
3731
3732                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3733                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3734
3735                         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
3736                         pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
3737
3738                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3739                                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3740
3741                                 if (!cwq || cwq->pool != pool ||
3742                                     !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3743                                         continue;
3744
3745                                 /* restore max_active and repopulate worklist */
3746                                 cwq_set_max_active(cwq, wq->saved_max_active);
3747                         }
3748
3749                         wake_up_worker(pool);
3750
3751                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3752                 }
3753         }
3754
3755         workqueue_freezing = false;
3756 out_unlock:
3757         spin_unlock(&workqueue_lock);
3758 }
3759 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3760
3761 static int __init init_workqueues(void)
3762 {
3763         unsigned int cpu;
3764
3765         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
3766         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
3767                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
3768
3769         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3770         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3771
3772         /* initialize CPU pools */
3773         for_each_wq_cpu(cpu) {
3774                 struct worker_pool *pool;
3775
3776                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3777                         spin_lock_init(&pool->lock);
3778                         pool->cpu = cpu;
3779                         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3780                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3781                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3782                         hash_init(pool->busy_hash);
3783
3784                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3785                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3786                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3787
3788                         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3789                                     (unsigned long)pool);
3790
3791                         mutex_init(&pool->assoc_mutex);
3792                         ida_init(&pool->worker_ida);
3793
3794                         /* alloc pool ID */
3795                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
3796                 }
3797         }
3798
3799         /* create the initial worker */
3800         for_each_online_wq_cpu(cpu) {
3801                 struct worker_pool *pool;
3802
3803                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3804                         struct worker *worker;
3805
3806                         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3807                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3808
3809                         worker = create_worker(pool);
3810                         BUG_ON(!worker);
3811                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3812                         start_worker(worker);
3813                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3814                 }
3815         }
3816
3817         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3818         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
3819         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3820         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3821                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3822         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3823                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3824         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
3825                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
3826         return 0;
3827 }
3828 early_initcall(init_workqueues);