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