workqueue: reimplement is_chained_work() using current_wq_worker()
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/hashtable.h>
45
46 #include "workqueue_internal.h"
47
48 enum {
49         /*
50          * worker_pool flags
51          *
52          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
53          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
54          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
55          * is in effect.
56          *
57          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
58          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
59          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
60          *
61          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
62          * assoc_mutex to avoid changing binding state while
63          * create_worker() is in progress.
64          */
65         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
66         POOL_MANAGING_WORKERS   = 1 << 1,       /* managing workers */
67         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
68         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
69
70         /* worker flags */
71         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
72         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
73         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
74         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
75         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
76         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
77
78         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_UNBOUND |
79                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
80
81         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
82
83         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
84
85         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
86         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
87
88         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
89                                                 /* call for help after 10ms
90                                                    (min two ticks) */
91         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
92         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
93
94         /*
95          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
96          * all cpus.  Give -20.
97          */
98         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
99         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
100 };
101
102 /*
103  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
104  *
105  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
106  *    everyone else.
107  *
108  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
109  *    only be modified and accessed from the local cpu.
110  *
111  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
112  *
113  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
114  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
115  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
116  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
117  *
118  * F: wq->flush_mutex protected.
119  *
120  * W: workqueue_lock protected.
121  */
122
123 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
124
125 struct worker_pool {
126         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
127         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
128         int                     id;             /* I: pool ID */
129         unsigned int            flags;          /* X: flags */
130
131         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
132         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
133
134         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
135         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
136
137         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
138         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
139         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
140
141         /* workers are chained either in busy_hash or idle_list */
142         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
143                                                 /* L: hash of busy workers */
144
145         struct mutex            assoc_mutex;    /* protect POOL_DISASSOCIATED */
146         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
147
148         /*
149          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
150          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
151          * cacheline.
152          */
153         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
154 } ____cacheline_aligned_in_smp;
155
156 /*
157  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
158  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
159  * aligned at two's power of the number of flag bits.
160  */
161 struct cpu_workqueue_struct {
162         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
163         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
164         int                     work_color;     /* L: current color */
165         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
166         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
167                                                 /* L: nr of in_flight works */
168         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
169         int                     max_active;     /* L: max active works */
170         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
171 };
172
173 /*
174  * Structure used to wait for workqueue flush.
175  */
176 struct wq_flusher {
177         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
178         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
179         struct completion       done;           /* flush completion */
180 };
181
182 /*
183  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
184  * used to determine whether there's something to be done.
185  */
186 #ifdef CONFIG_SMP
187 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
188 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
189         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
190 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
191 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
192 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
193 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
194 #else
195 typedef unsigned long mayday_mask_t;
196 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
197 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
198 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
199 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
200 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
201 #endif
202
203 /*
204  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
205  * per-CPU workqueues:
206  */
207 struct workqueue_struct {
208         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
209         union {
210                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
211                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
212                 unsigned long                           v;
213         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
214         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
215
216         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
217         int                     work_color;     /* F: current work color */
218         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
219         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
220         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
221         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
222         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
223
224         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
225         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
226
227         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
228         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
229 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
230         struct lockdep_map      lockdep_map;
231 #endif
232         char                    name[];         /* I: workqueue name */
233 };
234
235 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
236 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
237 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
239 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
241 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
243 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
244 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
245
246 #define CREATE_TRACE_POINTS
247 #include <trace/events/workqueue.h>
248
249 #define for_each_std_worker_pool(pool, cpu)                             \
250         for ((pool) = &std_worker_pools(cpu)[0];                        \
251              (pool) < &std_worker_pools(cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; (pool)++)
252
253 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool)                      \
254         hash_for_each(pool->busy_hash, i, pos, worker, hentry)
255
256 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
257                                 unsigned int sw)
258 {
259         if (cpu < nr_cpu_ids) {
260                 if (sw & 1) {
261                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
262                         if (cpu < nr_cpu_ids)
263                                 return cpu;
264                 }
265                 if (sw & 2)
266                         return WORK_CPU_UNBOUND;
267         }
268         return WORK_CPU_END;
269 }
270
271 static inline int __next_cwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
272                                  struct workqueue_struct *wq)
273 {
274         return __next_wq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
275 }
276
277 /*
278  * CPU iterators
279  *
280  * An extra cpu number is defined using an invalid cpu number
281  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
282  * specific CPU.  The following iterators are similar to for_each_*_cpu()
283  * iterators but also considers the unbound CPU.
284  *
285  * for_each_wq_cpu()            : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
286  * for_each_online_wq_cpu()     : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
287  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
288  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
289  */
290 #define for_each_wq_cpu(cpu)                                            \
291         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);           \
292              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
293              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
294
295 #define for_each_online_wq_cpu(cpu)                                     \
296         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);             \
297              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
298              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
299
300 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
301         for ((cpu) = __next_cwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));       \
302              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
303              (cpu) = __next_cwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
304
305 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
306
307 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
308
309 static void *work_debug_hint(void *addr)
310 {
311         return ((struct work_struct *) addr)->func;
312 }
313
314 /*
315  * fixup_init is called when:
316  * - an active object is initialized
317  */
318 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
319 {
320         struct work_struct *work = addr;
321
322         switch (state) {
323         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
324                 cancel_work_sync(work);
325                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
326                 return 1;
327         default:
328                 return 0;
329         }
330 }
331
332 /*
333  * fixup_activate is called when:
334  * - an active object is activated
335  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
336  */
337 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
338 {
339         struct work_struct *work = addr;
340
341         switch (state) {
342
343         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
344                 /*
345                  * This is not really a fixup. The work struct was
346                  * statically initialized. We just make sure that it
347                  * is tracked in the object tracker.
348                  */
349                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
350                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
351                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
352                         return 0;
353                 }
354                 WARN_ON_ONCE(1);
355                 return 0;
356
357         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
358                 WARN_ON(1);
359
360         default:
361                 return 0;
362         }
363 }
364
365 /*
366  * fixup_free is called when:
367  * - an active object is freed
368  */
369 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
370 {
371         struct work_struct *work = addr;
372
373         switch (state) {
374         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
375                 cancel_work_sync(work);
376                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
377                 return 1;
378         default:
379                 return 0;
380         }
381 }
382
383 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
384         .name           = "work_struct",
385         .debug_hint     = work_debug_hint,
386         .fixup_init     = work_fixup_init,
387         .fixup_activate = work_fixup_activate,
388         .fixup_free     = work_fixup_free,
389 };
390
391 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
392 {
393         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
394 }
395
396 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
397 {
398         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
399 }
400
401 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
402 {
403         if (onstack)
404                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
405         else
406                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
407 }
408 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
409
410 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
411 {
412         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
415
416 #else
417 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
418 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
419 #endif
420
421 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
422 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
423 static LIST_HEAD(workqueues);
424 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
425
426 /*
427  * The CPU and unbound standard worker pools.  The unbound ones have
428  * POOL_DISASSOCIATED set, and their workers have WORKER_UNBOUND set.
429  */
430 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
431                                      cpu_std_worker_pools);
432 static struct worker_pool unbound_std_worker_pools[NR_STD_WORKER_POOLS];
433
434 /* idr of all pools */
435 static DEFINE_MUTEX(worker_pool_idr_mutex);
436 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);
437
438 static int worker_thread(void *__worker);
439
440 static struct worker_pool *std_worker_pools(int cpu)
441 {
442         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
443                 return per_cpu(cpu_std_worker_pools, cpu);
444         else
445                 return unbound_std_worker_pools;
446 }
447
448 static int std_worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
449 {
450         return pool - std_worker_pools(pool->cpu);
451 }
452
453 /* allocate ID and assign it to @pool */
454 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
455 {
456         int ret;
457
458         mutex_lock(&worker_pool_idr_mutex);
459         idr_pre_get(&worker_pool_idr, GFP_KERNEL);
460         ret = idr_get_new(&worker_pool_idr, pool, &pool->id);
461         mutex_unlock(&worker_pool_idr_mutex);
462
463         return ret;
464 }
465
466 /*
467  * Lookup worker_pool by id.  The idr currently is built during boot and
468  * never modified.  Don't worry about locking for now.
469  */
470 static struct worker_pool *worker_pool_by_id(int pool_id)
471 {
472         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
473 }
474
475 static struct worker_pool *get_std_worker_pool(int cpu, bool highpri)
476 {
477         struct worker_pool *pools = std_worker_pools(cpu);
478
479         return &pools[highpri];
480 }
481
482 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
483                                             struct workqueue_struct *wq)
484 {
485         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
486                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
487                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
488         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
489                 return wq->cpu_wq.single;
490         return NULL;
491 }
492
493 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
494 {
495         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
496 }
497
498 static int get_work_color(struct work_struct *work)
499 {
500         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
501                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
502 }
503
504 static int work_next_color(int color)
505 {
506         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
507 }
508
509 /*
510  * While queued, %WORK_STRUCT_CWQ is set and non flag bits of a work's data
511  * contain the pointer to the queued cwq.  Once execution starts, the flag
512  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
513  *
514  * set_work_cwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
515  * and clear_work_data() can be used to set the cwq, pool or clear
516  * work->data.  These functions should only be called while the work is
517  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
518  *
519  * get_work_pool() and get_work_cwq() can be used to obtain the pool or cwq
520  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
521  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  cwq is
522  * available only while the work item is queued.
523  *
524  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
525  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
526  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
527  * try to steal the PENDING bit.
528  */
529 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
530                                  unsigned long flags)
531 {
532         BUG_ON(!work_pending(work));
533         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
534 }
535
536 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
537                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
538                          unsigned long extra_flags)
539 {
540         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
541                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
542 }
543
544 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
545                                            int pool_id)
546 {
547         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
548                       WORK_STRUCT_PENDING);
549 }
550
551 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
552                                             int pool_id)
553 {
554         /*
555          * The following wmb is paired with the implied mb in
556          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
557          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
558          * owner.
559          */
560         smp_wmb();
561         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
562 }
563
564 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
565 {
566         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
567         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
568 }
569
570 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
571 {
572         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
573
574         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
575                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
576         else
577                 return NULL;
578 }
579
580 /**
581  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
582  * @work: the work item of interest
583  *
584  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
585  */
586 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
587 {
588         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
589         struct worker_pool *pool;
590         int pool_id;
591
592         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
593                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
594                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
595
596         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
597         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
598                 return NULL;
599
600         pool = worker_pool_by_id(pool_id);
601         WARN_ON_ONCE(!pool);
602         return pool;
603 }
604
605 /**
606  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
607  * @work: the work item of interest
608  *
609  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
610  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
611  */
612 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
613 {
614         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
615
616         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
617                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
618                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
619
620         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
621 }
622
623 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
624 {
625         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
626
627         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
628         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
629 }
630
631 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
632 {
633         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
634
635         return !(data & WORK_STRUCT_CWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
636 }
637
638 /*
639  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
640  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
641  * they're being called with pool->lock held.
642  */
643
644 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
645 {
646         return !atomic_read(&pool->nr_running);
647 }
648
649 /*
650  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
651  * running workers.
652  *
653  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
654  * function will always return %true for unbound pools as long as the
655  * worklist isn't empty.
656  */
657 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
658 {
659         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
660 }
661
662 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
663 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
664 {
665         return pool->nr_idle;
666 }
667
668 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
669 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
670 {
671         return !list_empty(&pool->worklist) &&
672                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
673 }
674
675 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
676 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
677 {
678         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
679 }
680
681 /* Do I need to be the manager? */
682 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
683 {
684         return need_to_create_worker(pool) ||
685                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
686 }
687
688 /* Do we have too many workers and should some go away? */
689 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
690 {
691         bool managing = pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS;
692         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
693         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
694
695         /*
696          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
697          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
698          */
699         if (list_empty(&pool->idle_list))
700                 return false;
701
702         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
703 }
704
705 /*
706  * Wake up functions.
707  */
708
709 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
710 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
711 {
712         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
713                 return NULL;
714
715         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
716 }
717
718 /**
719  * wake_up_worker - wake up an idle worker
720  * @pool: worker pool to wake worker from
721  *
722  * Wake up the first idle worker of @pool.
723  *
724  * CONTEXT:
725  * spin_lock_irq(pool->lock).
726  */
727 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
728 {
729         struct worker *worker = first_worker(pool);
730
731         if (likely(worker))
732                 wake_up_process(worker->task);
733 }
734
735 /**
736  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
737  * @task: task waking up
738  * @cpu: CPU @task is waking up to
739  *
740  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
741  * being awoken.
742  *
743  * CONTEXT:
744  * spin_lock_irq(rq->lock)
745  */
746 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
747 {
748         struct worker *worker = kthread_data(task);
749
750         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
751                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
752                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
753         }
754 }
755
756 /**
757  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
758  * @task: task going to sleep
759  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
760  *
761  * This function is called during schedule() when a busy worker is
762  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
763  * returning pointer to its task.
764  *
765  * CONTEXT:
766  * spin_lock_irq(rq->lock)
767  *
768  * RETURNS:
769  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
770  */
771 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
772                                        unsigned int cpu)
773 {
774         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
775         struct worker_pool *pool;
776
777         /*
778          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
779          * workers, also reach here, let's not access anything before
780          * checking NOT_RUNNING.
781          */
782         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
783                 return NULL;
784
785         pool = worker->pool;
786
787         /* this can only happen on the local cpu */
788         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
789
790         /*
791          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
792          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
793          * Please read comment there.
794          *
795          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
796          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
797          * disabled, which in turn means that none else could be
798          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
799          * lock is safe.
800          */
801         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
802             !list_empty(&pool->worklist))
803                 to_wakeup = first_worker(pool);
804         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
805 }
806
807 /**
808  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
809  * @worker: self
810  * @flags: flags to set
811  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
812  *
813  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
814  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
815  * woken up.
816  *
817  * CONTEXT:
818  * spin_lock_irq(pool->lock)
819  */
820 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
821                                     bool wakeup)
822 {
823         struct worker_pool *pool = worker->pool;
824
825         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
826
827         /*
828          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
829          * wake up an idle worker as necessary if requested by
830          * @wakeup.
831          */
832         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
833             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
834                 if (wakeup) {
835                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
836                             !list_empty(&pool->worklist))
837                                 wake_up_worker(pool);
838                 } else
839                         atomic_dec(&pool->nr_running);
840         }
841
842         worker->flags |= flags;
843 }
844
845 /**
846  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
847  * @worker: self
848  * @flags: flags to clear
849  *
850  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
851  *
852  * CONTEXT:
853  * spin_lock_irq(pool->lock)
854  */
855 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
856 {
857         struct worker_pool *pool = worker->pool;
858         unsigned int oflags = worker->flags;
859
860         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
861
862         worker->flags &= ~flags;
863
864         /*
865          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
866          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
867          * of multiple flags, not a single flag.
868          */
869         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
870                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
871                         atomic_inc(&pool->nr_running);
872 }
873
874 /**
875  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
876  * @pool: pool of interest
877  * @work: work to find worker for
878  *
879  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
880  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
881  * to match, its current execution should match the address of @work and
882  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
883  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
884  * being executed.
885  *
886  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
887  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
888  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
889  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
890  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
891  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
892  *
893  * This function checks the work item address, work function and workqueue
894  * to avoid false positives.  Note that this isn't complete as one may
895  * construct a work function which can introduce dependency onto itself
896  * through a recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself
897  * in the foot that badly, there's only so much we can do, and if such
898  * deadlock actually occurs, it should be easy to locate the culprit work
899  * function.
900  *
901  * CONTEXT:
902  * spin_lock_irq(pool->lock).
903  *
904  * RETURNS:
905  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
906  * otherwise.
907  */
908 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
909                                                  struct work_struct *work)
910 {
911         struct worker *worker;
912         struct hlist_node *tmp;
913
914         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, tmp, hentry,
915                                (unsigned long)work)
916                 if (worker->current_work == work &&
917                     worker->current_func == work->func)
918                         return worker;
919
920         return NULL;
921 }
922
923 /**
924  * move_linked_works - move linked works to a list
925  * @work: start of series of works to be scheduled
926  * @head: target list to append @work to
927  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
928  *
929  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
930  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
931  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
932  *
933  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
934  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
935  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
936  *
937  * CONTEXT:
938  * spin_lock_irq(pool->lock).
939  */
940 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
941                               struct work_struct **nextp)
942 {
943         struct work_struct *n;
944
945         /*
946          * Linked worklist will always end before the end of the list,
947          * use NULL for list head.
948          */
949         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
950                 list_move_tail(&work->entry, head);
951                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
952                         break;
953         }
954
955         /*
956          * If we're already inside safe list traversal and have moved
957          * multiple works to the scheduled queue, the next position
958          * needs to be updated.
959          */
960         if (nextp)
961                 *nextp = n;
962 }
963
964 static void cwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
965 {
966         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
967
968         trace_workqueue_activate_work(work);
969         move_linked_works(work, &cwq->pool->worklist, NULL);
970         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
971         cwq->nr_active++;
972 }
973
974 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
975 {
976         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
977                                                     struct work_struct, entry);
978
979         cwq_activate_delayed_work(work);
980 }
981
982 /**
983  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
984  * @cwq: cwq of interest
985  * @color: color of work which left the queue
986  *
987  * A work either has completed or is removed from pending queue,
988  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
989  *
990  * CONTEXT:
991  * spin_lock_irq(pool->lock).
992  */
993 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color)
994 {
995         /* ignore uncolored works */
996         if (color == WORK_NO_COLOR)
997                 return;
998
999         cwq->nr_in_flight[color]--;
1000
1001         cwq->nr_active--;
1002         if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1003                 /* one down, submit a delayed one */
1004                 if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1005                         cwq_activate_first_delayed(cwq);
1006         }
1007
1008         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1009         if (likely(cwq->flush_color != color))
1010                 return;
1011
1012         /* are there still in-flight works? */
1013         if (cwq->nr_in_flight[color])
1014                 return;
1015
1016         /* this cwq is done, clear flush_color */
1017         cwq->flush_color = -1;
1018
1019         /*
1020          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1021          * will handle the rest.
1022          */
1023         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1024                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1025 }
1026
1027 /**
1028  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1029  * @work: work item to steal
1030  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1031  * @flags: place to store irq state
1032  *
1033  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1034  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1035  *
1036  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1037  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1038  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1039  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1040  *              for arbitrarily long
1041  *
1042  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1043  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1044  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1045  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1046  *
1047  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1048  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1049  *
1050  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1051  */
1052 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1053                                unsigned long *flags)
1054 {
1055         struct worker_pool *pool;
1056         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
1057
1058         local_irq_save(*flags);
1059
1060         /* try to steal the timer if it exists */
1061         if (is_dwork) {
1062                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1063
1064                 /*
1065                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1066                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1067                  * running on the local CPU.
1068                  */
1069                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1070                         return 1;
1071         }
1072
1073         /* try to claim PENDING the normal way */
1074         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1075                 return 0;
1076
1077         /*
1078          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1079          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1080          */
1081         pool = get_work_pool(work);
1082         if (!pool)
1083                 goto fail;
1084
1085         spin_lock(&pool->lock);
1086         /*
1087          * work->data is guaranteed to point to cwq only while the work
1088          * item is queued on cwq->wq, and both updating work->data to point
1089          * to cwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1090          * cwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1091          * points to cwq which is associated with a locked pool, the work
1092          * item is currently queued on that pool.
1093          */
1094         cwq = get_work_cwq(work);
1095         if (cwq && cwq->pool == pool) {
1096                 debug_work_deactivate(work);
1097
1098                 /*
1099                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1100                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1101                  * on the delayed_list, will confuse cwq->nr_active
1102                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1103                  * item is activated before grabbing.
1104                  */
1105                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1106                         cwq_activate_delayed_work(work);
1107
1108                 list_del_init(&work->entry);
1109                 cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work), get_work_color(work));
1110
1111                 /* work->data points to cwq iff queued, point to pool */
1112                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1113
1114                 spin_unlock(&pool->lock);
1115                 return 1;
1116         }
1117         spin_unlock(&pool->lock);
1118 fail:
1119         local_irq_restore(*flags);
1120         if (work_is_canceling(work))
1121                 return -ENOENT;
1122         cpu_relax();
1123         return -EAGAIN;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * insert_work - insert a work into a pool
1128  * @cwq: cwq @work belongs to
1129  * @work: work to insert
1130  * @head: insertion point
1131  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1132  *
1133  * Insert @work which belongs to @cwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1134  * work_struct flags.
1135  *
1136  * CONTEXT:
1137  * spin_lock_irq(pool->lock).
1138  */
1139 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
1140                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
1141                         unsigned int extra_flags)
1142 {
1143         struct worker_pool *pool = cwq->pool;
1144
1145         /* we own @work, set data and link */
1146         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
1147         list_add_tail(&work->entry, head);
1148
1149         /*
1150          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
1151          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
1152          * lying around lazily while there are works to be processed.
1153          */
1154         smp_mb();
1155
1156         if (__need_more_worker(pool))
1157                 wake_up_worker(pool);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1162  * same workqueue.
1163  */
1164 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1165 {
1166         struct worker *worker;
1167
1168         worker = current_wq_worker();
1169         /*
1170          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1171          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1172          */
1173         return worker && worker->current_cwq->wq == wq;
1174 }
1175
1176 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1177                          struct work_struct *work)
1178 {
1179         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
1180         struct list_head *worklist;
1181         unsigned int work_flags;
1182         unsigned int req_cpu = cpu;
1183
1184         /*
1185          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1186          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1187          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1188          * happen with IRQ disabled.
1189          */
1190         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1191
1192         debug_work_activate(work);
1193
1194         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1195         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
1196             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1197                 return;
1198
1199         /* determine the cwq to use */
1200         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1201                 struct worker_pool *last_pool;
1202
1203                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1204                         cpu = raw_smp_processor_id();
1205
1206                 /*
1207                  * It's multi cpu.  If @work was previously on a different
1208                  * cpu, it might still be running there, in which case the
1209                  * work needs to be queued on that cpu to guarantee
1210                  * non-reentrancy.
1211                  */
1212                 cwq = get_cwq(cpu, wq);
1213                 last_pool = get_work_pool(work);
1214
1215                 if (last_pool && last_pool != cwq->pool) {
1216                         struct worker *worker;
1217
1218                         spin_lock(&last_pool->lock);
1219
1220                         worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1221
1222                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq) {
1223                                 cwq = get_cwq(last_pool->cpu, wq);
1224                         } else {
1225                                 /* meh... not running there, queue here */
1226                                 spin_unlock(&last_pool->lock);
1227                                 spin_lock(&cwq->pool->lock);
1228                         }
1229                 } else {
1230                         spin_lock(&cwq->pool->lock);
1231                 }
1232         } else {
1233                 cwq = get_cwq(WORK_CPU_UNBOUND, wq);
1234                 spin_lock(&cwq->pool->lock);
1235         }
1236
1237         /* cwq determined, queue */
1238         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, cwq, work);
1239
1240         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1241                 spin_unlock(&cwq->pool->lock);
1242                 return;
1243         }
1244
1245         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
1246         work_flags = work_color_to_flags(cwq->work_color);
1247
1248         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
1249                 trace_workqueue_activate_work(work);
1250                 cwq->nr_active++;
1251                 worklist = &cwq->pool->worklist;
1252         } else {
1253                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1254                 worklist = &cwq->delayed_works;
1255         }
1256
1257         insert_work(cwq, work, worklist, work_flags);
1258
1259         spin_unlock(&cwq->pool->lock);
1260 }
1261
1262 /**
1263  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1264  * @cpu: CPU number to execute work on
1265  * @wq: workqueue to use
1266  * @work: work to queue
1267  *
1268  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1269  *
1270  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1271  * can't go away.
1272  */
1273 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1274                    struct work_struct *work)
1275 {
1276         bool ret = false;
1277         unsigned long flags;
1278
1279         local_irq_save(flags);
1280
1281         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1282                 __queue_work(cpu, wq, work);
1283                 ret = true;
1284         }
1285
1286         local_irq_restore(flags);
1287         return ret;
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1290
1291 /**
1292  * queue_work - queue work on a workqueue
1293  * @wq: workqueue to use
1294  * @work: work to queue
1295  *
1296  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1297  *
1298  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1299  * it can be processed by another CPU.
1300  */
1301 bool queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1302 {
1303         return queue_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, work);
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1306
1307 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1308 {
1309         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1310
1311         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1312         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1313 }
1314 EXPORT_SYMBOL_GPL(delayed_work_timer_fn);
1315
1316 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1317                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1318 {
1319         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1320         struct work_struct *work = &dwork->work;
1321
1322         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1323                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1324         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1325         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1326
1327         /*
1328          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1329          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1330          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1331          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1332          */
1333         if (!delay) {
1334                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1335                 return;
1336         }
1337
1338         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1339
1340         dwork->wq = wq;
1341         dwork->cpu = cpu;
1342         timer->expires = jiffies + delay;
1343
1344         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1345                 add_timer_on(timer, cpu);
1346         else
1347                 add_timer(timer);
1348 }
1349
1350 /**
1351  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1352  * @cpu: CPU number to execute work on
1353  * @wq: workqueue to use
1354  * @dwork: work to queue
1355  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1356  *
1357  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1358  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1359  * execution.
1360  */
1361 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1362                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1363 {
1364         struct work_struct *work = &dwork->work;
1365         bool ret = false;
1366         unsigned long flags;
1367
1368         /* read the comment in __queue_work() */
1369         local_irq_save(flags);
1370
1371         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1372                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1373                 ret = true;
1374         }
1375
1376         local_irq_restore(flags);
1377         return ret;
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1380
1381 /**
1382  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1383  * @wq: workqueue to use
1384  * @dwork: delayable work to queue
1385  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1386  *
1387  * Equivalent to queue_delayed_work_on() but tries to use the local CPU.
1388  */
1389 bool queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1390                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1391 {
1392         return queue_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1393 }
1394 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1395
1396 /**
1397  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1398  * @cpu: CPU number to execute work on
1399  * @wq: workqueue to use
1400  * @dwork: work to queue
1401  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1402  *
1403  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1404  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1405  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1406  * current state.
1407  *
1408  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1409  * pending and its timer was modified.
1410  *
1411  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1412  * See try_to_grab_pending() for details.
1413  */
1414 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1415                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1416 {
1417         unsigned long flags;
1418         int ret;
1419
1420         do {
1421                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1422         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1423
1424         if (likely(ret >= 0)) {
1425                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1426                 local_irq_restore(flags);
1427         }
1428
1429         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1430         return ret;
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1433
1434 /**
1435  * mod_delayed_work - modify delay of or queue a delayed work
1436  * @wq: workqueue to use
1437  * @dwork: work to queue
1438  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1439  *
1440  * mod_delayed_work_on() on local CPU.
1441  */
1442 bool mod_delayed_work(struct workqueue_struct *wq, struct delayed_work *dwork,
1443                       unsigned long delay)
1444 {
1445         return mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work);
1448
1449 /**
1450  * worker_enter_idle - enter idle state
1451  * @worker: worker which is entering idle state
1452  *
1453  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1454  * necessary.
1455  *
1456  * LOCKING:
1457  * spin_lock_irq(pool->lock).
1458  */
1459 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1460 {
1461         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1462
1463         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1464         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1465                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1466
1467         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1468         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1469         pool->nr_idle++;
1470         worker->last_active = jiffies;
1471
1472         /* idle_list is LIFO */
1473         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1474
1475         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1476                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1477
1478         /*
1479          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1480          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1481          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1482          * unbind is not in progress.
1483          */
1484         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1485                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1486                      atomic_read(&pool->nr_running));
1487 }
1488
1489 /**
1490  * worker_leave_idle - leave idle state
1491  * @worker: worker which is leaving idle state
1492  *
1493  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1494  *
1495  * LOCKING:
1496  * spin_lock_irq(pool->lock).
1497  */
1498 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1499 {
1500         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1501
1502         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1503         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1504         pool->nr_idle--;
1505         list_del_init(&worker->entry);
1506 }
1507
1508 /**
1509  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock pool
1510  * @worker: self
1511  *
1512  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1513  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1514  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1515  * guaranteed to execute on the cpu.
1516  *
1517  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1518  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1519  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1520  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1521  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1522  * [dis]associated in the meantime.
1523  *
1524  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1525  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1526  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1527  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1528  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1529  *
1530  * CONTEXT:
1531  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1532  * held.
1533  *
1534  * RETURNS:
1535  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1536  * bound), %false if offline.
1537  */
1538 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1539 __acquires(&pool->lock)
1540 {
1541         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1542         struct task_struct *task = worker->task;
1543
1544         while (true) {
1545                 /*
1546                  * The following call may fail, succeed or succeed
1547                  * without actually migrating the task to the cpu if
1548                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1549                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1550                  */
1551                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1552                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(pool->cpu));
1553
1554                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1555                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1556                         return false;
1557                 if (task_cpu(task) == pool->cpu &&
1558                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1559                                   get_cpu_mask(pool->cpu)))
1560                         return true;
1561                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1562
1563                 /*
1564                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1565                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1566                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1567                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1568                  */
1569                 cpu_relax();
1570                 cond_resched();
1571         }
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Rebind an idle @worker to its CPU.  worker_thread() will test
1576  * list_empty(@worker->entry) before leaving idle and call this function.
1577  */
1578 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1579 {
1580         /* CPU may go down again inbetween, clear UNBOUND only on success */
1581         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1582                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1583
1584         /* rebind complete, become available again */
1585         list_add(&worker->entry, &worker->pool->idle_list);
1586         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1591  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1592  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1593  * executed twice without intervening cpu down.
1594  */
1595 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1596 {
1597         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1598
1599         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1600                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1601
1602         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1603 }
1604
1605 /**
1606  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
1607  * @pool: pool of interest
1608  *
1609  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1610  * is different for idle and busy ones.
1611  *
1612  * Idle ones will be removed from the idle_list and woken up.  They will
1613  * add themselves back after completing rebind.  This ensures that the
1614  * idle_list doesn't contain any unbound workers when re-bound busy workers
1615  * try to perform local wake-ups for concurrency management.
1616  *
1617  * Busy workers can rebind after they finish their current work items.
1618  * Queueing the rebind work item at the head of the scheduled list is
1619  * enough.  Note that nr_running will be properly bumped as busy workers
1620  * rebind.
1621  *
1622  * On return, all non-manager workers are scheduled for rebind - see
1623  * manage_workers() for the manager special case.  Any idle worker
1624  * including the manager will not appear on @idle_list until rebind is
1625  * complete, making local wake-ups safe.
1626  */
1627 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
1628 {
1629         struct worker *worker, *n;
1630         struct hlist_node *pos;
1631         int i;
1632
1633         lockdep_assert_held(&pool->assoc_mutex);
1634         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1635
1636         /* dequeue and kick idle ones */
1637         list_for_each_entry_safe(worker, n, &pool->idle_list, entry) {
1638                 /*
1639                  * idle workers should be off @pool->idle_list until rebind
1640                  * is complete to avoid receiving premature local wake-ups.
1641                  */
1642                 list_del_init(&worker->entry);
1643
1644                 /*
1645                  * worker_thread() will see the above dequeuing and call
1646                  * idle_worker_rebind().
1647                  */
1648                 wake_up_process(worker->task);
1649         }
1650
1651         /* rebind busy workers */
1652         for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool) {
1653                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1654                 struct workqueue_struct *wq;
1655
1656                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1657                                      work_data_bits(rebind_work)))
1658                         continue;
1659
1660                 debug_work_activate(rebind_work);
1661
1662                 /*
1663                  * wq doesn't really matter but let's keep @worker->pool
1664                  * and @cwq->pool consistent for sanity.
1665                  */
1666                 if (std_worker_pool_pri(worker->pool))
1667                         wq = system_highpri_wq;
1668                 else
1669                         wq = system_wq;
1670
1671                 insert_work(get_cwq(pool->cpu, wq), rebind_work,
1672                             worker->scheduled.next,
1673                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1674         }
1675 }
1676
1677 static struct worker *alloc_worker(void)
1678 {
1679         struct worker *worker;
1680
1681         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1682         if (worker) {
1683                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1684                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1685                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1686                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1687                 worker->flags = WORKER_PREP;
1688         }
1689         return worker;
1690 }
1691
1692 /**
1693  * create_worker - create a new workqueue worker
1694  * @pool: pool the new worker will belong to
1695  *
1696  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1697  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1698  * destroy_worker().
1699  *
1700  * CONTEXT:
1701  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1702  *
1703  * RETURNS:
1704  * Pointer to the newly created worker.
1705  */
1706 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1707 {
1708         const char *pri = std_worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1709         struct worker *worker = NULL;
1710         int id = -1;
1711
1712         spin_lock_irq(&pool->lock);
1713         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1714                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1715                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1716                         goto fail;
1717                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1718         }
1719         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1720
1721         worker = alloc_worker();
1722         if (!worker)
1723                 goto fail;
1724
1725         worker->pool = pool;
1726         worker->id = id;
1727
1728         if (pool->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1729                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1730                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1731                                         "kworker/%u:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1732         else
1733                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1734                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1735         if (IS_ERR(worker->task))
1736                 goto fail;
1737
1738         if (std_worker_pool_pri(pool))
1739                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1740
1741         /*
1742          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1743          * %POOL_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1744          * flag remains stable across this function.  See the comments
1745          * above the flag definition for details.
1746          *
1747          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1748          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1749          */
1750         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
1751                 kthread_bind(worker->task, pool->cpu);
1752         } else {
1753                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1754                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1755         }
1756
1757         return worker;
1758 fail:
1759         if (id >= 0) {
1760                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1761                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1762                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1763         }
1764         kfree(worker);
1765         return NULL;
1766 }
1767
1768 /**
1769  * start_worker - start a newly created worker
1770  * @worker: worker to start
1771  *
1772  * Make the pool aware of @worker and start it.
1773  *
1774  * CONTEXT:
1775  * spin_lock_irq(pool->lock).
1776  */
1777 static void start_worker(struct worker *worker)
1778 {
1779         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1780         worker->pool->nr_workers++;
1781         worker_enter_idle(worker);
1782         wake_up_process(worker->task);
1783 }
1784
1785 /**
1786  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1787  * @worker: worker to be destroyed
1788  *
1789  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1790  *
1791  * CONTEXT:
1792  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1793  */
1794 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1795 {
1796         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1797         int id = worker->id;
1798
1799         /* sanity check frenzy */
1800         BUG_ON(worker->current_work);
1801         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1802
1803         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1804                 pool->nr_workers--;
1805         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1806                 pool->nr_idle--;
1807
1808         list_del_init(&worker->entry);
1809         worker->flags |= WORKER_DIE;
1810
1811         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1812
1813         kthread_stop(worker->task);
1814         kfree(worker);
1815
1816         spin_lock_irq(&pool->lock);
1817         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1818 }
1819
1820 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1821 {
1822         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1823
1824         spin_lock_irq(&pool->lock);
1825
1826         if (too_many_workers(pool)) {
1827                 struct worker *worker;
1828                 unsigned long expires;
1829
1830                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1831                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1832                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1833
1834                 if (time_before(jiffies, expires))
1835                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1836                 else {
1837                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1838                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1839                         wake_up_worker(pool);
1840                 }
1841         }
1842
1843         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1844 }
1845
1846 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1847 {
1848         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1849         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1850         unsigned int cpu;
1851
1852         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1853                 return false;
1854
1855         /* mayday mayday mayday */
1856         cpu = cwq->pool->cpu;
1857         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1858         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1859                 cpu = 0;
1860         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1861                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1862         return true;
1863 }
1864
1865 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1866 {
1867         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1868         struct work_struct *work;
1869
1870         spin_lock_irq(&pool->lock);
1871
1872         if (need_to_create_worker(pool)) {
1873                 /*
1874                  * We've been trying to create a new worker but
1875                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1876                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1877                  * rescuers.
1878                  */
1879                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1880                         send_mayday(work);
1881         }
1882
1883         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1884
1885         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1886 }
1887
1888 /**
1889  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1890  * @pool: pool to create a new worker for
1891  *
1892  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1893  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1894  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1895  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1896  * possible allocation deadlock.
1897  *
1898  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1899  * may_start_working() true.
1900  *
1901  * LOCKING:
1902  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1903  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1904  * manager.
1905  *
1906  * RETURNS:
1907  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1908  * otherwise.
1909  */
1910 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1911 __releases(&pool->lock)
1912 __acquires(&pool->lock)
1913 {
1914         if (!need_to_create_worker(pool))
1915                 return false;
1916 restart:
1917         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1918
1919         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1920         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1921
1922         while (true) {
1923                 struct worker *worker;
1924
1925                 worker = create_worker(pool);
1926                 if (worker) {
1927                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1928                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1929                         start_worker(worker);
1930                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1931                         return true;
1932                 }
1933
1934                 if (!need_to_create_worker(pool))
1935                         break;
1936
1937                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1938                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1939
1940                 if (!need_to_create_worker(pool))
1941                         break;
1942         }
1943
1944         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1945         spin_lock_irq(&pool->lock);
1946         if (need_to_create_worker(pool))
1947                 goto restart;
1948         return true;
1949 }
1950
1951 /**
1952  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1953  * @pool: pool to destroy workers for
1954  *
1955  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1956  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1957  *
1958  * LOCKING:
1959  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1960  * multiple times.  Called only from manager.
1961  *
1962  * RETURNS:
1963  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1964  * otherwise.
1965  */
1966 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1967 {
1968         bool ret = false;
1969
1970         while (too_many_workers(pool)) {
1971                 struct worker *worker;
1972                 unsigned long expires;
1973
1974                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1975                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1976
1977                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1978                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1979                         break;
1980                 }
1981
1982                 destroy_worker(worker);
1983                 ret = true;
1984         }
1985
1986         return ret;
1987 }
1988
1989 /**
1990  * manage_workers - manage worker pool
1991  * @worker: self
1992  *
1993  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1994  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1995  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1996  *
1997  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1998  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1999  * and may_start_working() is true.
2000  *
2001  * CONTEXT:
2002  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2003  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2004  *
2005  * RETURNS:
2006  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2007  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2008  */
2009 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2010 {
2011         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2012         bool ret = false;
2013
2014         if (pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS)
2015                 return ret;
2016
2017         pool->flags |= POOL_MANAGING_WORKERS;
2018
2019         /*
2020          * To simplify both worker management and CPU hotplug, hold off
2021          * management while hotplug is in progress.  CPU hotplug path can't
2022          * grab %POOL_MANAGING_WORKERS to achieve this because that can
2023          * lead to idle worker depletion (all become busy thinking someone
2024          * else is managing) which in turn can result in deadlock under
2025          * extreme circumstances.  Use @pool->assoc_mutex to synchronize
2026          * manager against CPU hotplug.
2027          *
2028          * assoc_mutex would always be free unless CPU hotplug is in
2029          * progress.  trylock first without dropping @pool->lock.
2030          */
2031         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->assoc_mutex))) {
2032                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2033                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
2034                 /*
2035                  * CPU hotplug could have happened while we were waiting
2036                  * for assoc_mutex.  Hotplug itself can't handle us
2037                  * because manager isn't either on idle or busy list, and
2038                  * @pool's state and ours could have deviated.
2039                  *
2040                  * As hotplug is now excluded via assoc_mutex, we can
2041                  * simply try to bind.  It will succeed or fail depending
2042                  * on @pool's current state.  Try it and adjust
2043                  * %WORKER_UNBOUND accordingly.
2044                  */
2045                 if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
2046                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
2047                 else
2048                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
2049
2050                 ret = true;
2051         }
2052
2053         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2054
2055         /*
2056          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2057          * on return.
2058          */
2059         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2060         ret |= maybe_create_worker(pool);
2061
2062         pool->flags &= ~POOL_MANAGING_WORKERS;
2063         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
2064         return ret;
2065 }
2066
2067 /**
2068  * process_one_work - process single work
2069  * @worker: self
2070  * @work: work to process
2071  *
2072  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2073  * process a single work including synchronization against and
2074  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2075  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2076  * call this function to process a work.
2077  *
2078  * CONTEXT:
2079  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2080  */
2081 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2082 __releases(&pool->lock)
2083 __acquires(&pool->lock)
2084 {
2085         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
2086         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2087         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2088         int work_color;
2089         struct worker *collision;
2090 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2091         /*
2092          * It is permissible to free the struct work_struct from
2093          * inside the function that is called from it, this we need to
2094          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2095          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2096          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2097          */
2098         struct lockdep_map lockdep_map;
2099
2100         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2101 #endif
2102         /*
2103          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2104          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2105          * unbound or a disassociated pool.
2106          */
2107         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2108                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2109                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2110
2111         /*
2112          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2113          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2114          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2115          * currently executing one.
2116          */
2117         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2118         if (unlikely(collision)) {
2119                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2120                 return;
2121         }
2122
2123         /* claim and dequeue */
2124         debug_work_deactivate(work);
2125         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2126         worker->current_work = work;
2127         worker->current_func = work->func;
2128         worker->current_cwq = cwq;
2129         work_color = get_work_color(work);
2130
2131         list_del_init(&work->entry);
2132
2133         /*
2134          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2135          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2136          */
2137         if (unlikely(cpu_intensive))
2138                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2139
2140         /*
2141          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2142          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2143          */
2144         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2145                 wake_up_worker(pool);
2146
2147         /*
2148          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2149          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2150          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2151          * disabled.
2152          */
2153         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2154
2155         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2156
2157         lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2158         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2159         trace_workqueue_execute_start(work);
2160         worker->current_func(work);
2161         /*
2162          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2163          * point will only record its address.
2164          */
2165         trace_workqueue_execute_end(work);
2166         lock_map_release(&lockdep_map);
2167         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2168
2169         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2170                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2171                        "     last function: %pf\n",
2172                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2173                        worker->current_func);
2174                 debug_show_held_locks(current);
2175                 dump_stack();
2176         }
2177
2178         spin_lock_irq(&pool->lock);
2179
2180         /* clear cpu intensive status */
2181         if (unlikely(cpu_intensive))
2182                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2183
2184         /* we're done with it, release */
2185         hash_del(&worker->hentry);
2186         worker->current_work = NULL;
2187         worker->current_func = NULL;
2188         worker->current_cwq = NULL;
2189         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color);
2190 }
2191
2192 /**
2193  * process_scheduled_works - process scheduled works
2194  * @worker: self
2195  *
2196  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2197  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2198  * fetches a work from the top and executes it.
2199  *
2200  * CONTEXT:
2201  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2202  * multiple times.
2203  */
2204 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2205 {
2206         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2207                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2208                                                 struct work_struct, entry);
2209                 process_one_work(worker, work);
2210         }
2211 }
2212
2213 /**
2214  * worker_thread - the worker thread function
2215  * @__worker: self
2216  *
2217  * The worker thread function.  There are NR_CPU_WORKER_POOLS dynamic pools
2218  * of these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2219  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2220  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2221  * rescuer_thread().
2222  */
2223 static int worker_thread(void *__worker)
2224 {
2225         struct worker *worker = __worker;
2226         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2227
2228         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2229         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2230 woke_up:
2231         spin_lock_irq(&pool->lock);
2232
2233         /* we are off idle list if destruction or rebind is requested */
2234         if (unlikely(list_empty(&worker->entry))) {
2235                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2236
2237                 /* if DIE is set, destruction is requested */
2238                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2239                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2240                         return 0;
2241                 }
2242
2243                 /* otherwise, rebind */
2244                 idle_worker_rebind(worker);
2245                 goto woke_up;
2246         }
2247
2248         worker_leave_idle(worker);
2249 recheck:
2250         /* no more worker necessary? */
2251         if (!need_more_worker(pool))
2252                 goto sleep;
2253
2254         /* do we need to manage? */
2255         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2256                 goto recheck;
2257
2258         /*
2259          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2260          * preparing to process a work or actually processing it.
2261          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2262          */
2263         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2264
2265         /*
2266          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2267          * at least one idle worker or that someone else has already
2268          * assumed the manager role.
2269          */
2270         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2271
2272         do {
2273                 struct work_struct *work =
2274                         list_first_entry(&pool->worklist,
2275                                          struct work_struct, entry);
2276
2277                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2278                         /* optimization path, not strictly necessary */
2279                         process_one_work(worker, work);
2280                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2281                                 process_scheduled_works(worker);
2282                 } else {
2283                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2284                         process_scheduled_works(worker);
2285                 }
2286         } while (keep_working(pool));
2287
2288         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2289 sleep:
2290         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2291                 goto recheck;
2292
2293         /*
2294          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2295          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2296          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2297          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2298          * event.
2299          */
2300         worker_enter_idle(worker);
2301         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2302         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2303         schedule();
2304         goto woke_up;
2305 }
2306
2307 /**
2308  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2309  * @__rescuer: self
2310  *
2311  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2312  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2313  *
2314  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2315  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2316  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2317  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2318  * the problem rescuer solves.
2319  *
2320  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2321  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2322  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2323  *
2324  * This should happen rarely.
2325  */
2326 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2327 {
2328         struct worker *rescuer = __rescuer;
2329         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2330         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2331         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2332         unsigned int cpu;
2333
2334         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2335
2336         /*
2337          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2338          * doesn't participate in concurrency management.
2339          */
2340         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2341 repeat:
2342         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2343
2344         if (kthread_should_stop()) {
2345                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2346                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2347                 return 0;
2348         }
2349
2350         /*
2351          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2352          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2353          */
2354         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2355                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2356                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
2357                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2358                 struct work_struct *work, *n;
2359
2360                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2361                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2362
2363                 /* migrate to the target cpu if possible */
2364                 rescuer->pool = pool;
2365                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2366
2367                 /*
2368                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2369                  * process'em.
2370                  */
2371                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2372                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2373                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
2374                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2375
2376                 process_scheduled_works(rescuer);
2377
2378                 /*
2379                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2380                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2381                  * and stalling the execution.
2382                  */
2383                 if (keep_working(pool))
2384                         wake_up_worker(pool);
2385
2386                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2387         }
2388
2389         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2390         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2391         schedule();
2392         goto repeat;
2393 }
2394
2395 struct wq_barrier {
2396         struct work_struct      work;
2397         struct completion       done;
2398 };
2399
2400 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2401 {
2402         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2403         complete(&barr->done);
2404 }
2405
2406 /**
2407  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2408  * @cwq: cwq to insert barrier into
2409  * @barr: wq_barrier to insert
2410  * @target: target work to attach @barr to
2411  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2412  *
2413  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2414  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2415  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2416  * cpu.
2417  *
2418  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2419  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2420  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2421  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2422  * after a work with LINKED flag set.
2423  *
2424  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2425  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2426  *
2427  * CONTEXT:
2428  * spin_lock_irq(pool->lock).
2429  */
2430 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2431                               struct wq_barrier *barr,
2432                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2433 {
2434         struct list_head *head;
2435         unsigned int linked = 0;
2436
2437         /*
2438          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2439          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2440          * checks and call back into the fixup functions where we
2441          * might deadlock.
2442          */
2443         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2444         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2445         init_completion(&barr->done);
2446
2447         /*
2448          * If @target is currently being executed, schedule the
2449          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2450          */
2451         if (worker)
2452                 head = worker->scheduled.next;
2453         else {
2454                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2455
2456                 head = target->entry.next;
2457                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2458                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2459                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2460         }
2461
2462         debug_work_activate(&barr->work);
2463         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2464                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2465 }
2466
2467 /**
2468  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2469  * @wq: workqueue being flushed
2470  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2471  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2472  *
2473  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2474  *
2475  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2476  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2477  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2478  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2479  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2480  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2481  *
2482  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2483  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2484  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2485  * is returned.
2486  *
2487  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2488  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2489  * advanced to @work_color.
2490  *
2491  * CONTEXT:
2492  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2493  *
2494  * RETURNS:
2495  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2496  * otherwise.
2497  */
2498 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2499                                       int flush_color, int work_color)
2500 {
2501         bool wait = false;
2502         unsigned int cpu;
2503
2504         if (flush_color >= 0) {
2505                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2506                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2507         }
2508
2509         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2510                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2511                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2512
2513                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2514
2515                 if (flush_color >= 0) {
2516                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2517
2518                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2519                                 cwq->flush_color = flush_color;
2520                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2521                                 wait = true;
2522                         }
2523                 }
2524
2525                 if (work_color >= 0) {
2526                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2527                         cwq->work_color = work_color;
2528                 }
2529
2530                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2531         }
2532
2533         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2534                 complete(&wq->first_flusher->done);
2535
2536         return wait;
2537 }
2538
2539 /**
2540  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2541  * @wq: workqueue to flush
2542  *
2543  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2544  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2545  *
2546  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2547  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2548  */
2549 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2550 {
2551         struct wq_flusher this_flusher = {
2552                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2553                 .flush_color = -1,
2554                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2555         };
2556         int next_color;
2557
2558         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2559         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2560
2561         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2562
2563         /*
2564          * Start-to-wait phase
2565          */
2566         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2567
2568         if (next_color != wq->flush_color) {
2569                 /*
2570                  * Color space is not full.  The current work_color
2571                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2572                  * by one.
2573                  */
2574                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2575                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2576                 wq->work_color = next_color;
2577
2578                 if (!wq->first_flusher) {
2579                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2580                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2581
2582                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2583
2584                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2585                                                        wq->work_color)) {
2586                                 /* nothing to flush, done */
2587                                 wq->flush_color = next_color;
2588                                 wq->first_flusher = NULL;
2589                                 goto out_unlock;
2590                         }
2591                 } else {
2592                         /* wait in queue */
2593                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2594                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2595                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2596                 }
2597         } else {
2598                 /*
2599                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2600                  * The next flush completion will assign us
2601                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2602                  */
2603                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2604         }
2605
2606         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2607
2608         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2609
2610         /*
2611          * Wake-up-and-cascade phase
2612          *
2613          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2614          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2615          */
2616         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2617                 return;
2618
2619         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2620
2621         /* we might have raced, check again with mutex held */
2622         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2623                 goto out_unlock;
2624
2625         wq->first_flusher = NULL;
2626
2627         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2628         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2629
2630         while (true) {
2631                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2632
2633                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2634                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2635                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2636                                 break;
2637                         list_del_init(&next->list);
2638                         complete(&next->done);
2639                 }
2640
2641                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2642                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2643
2644                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2645                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2646
2647                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2648                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2649                         /*
2650                          * Assign the same color to all overflowed
2651                          * flushers, advance work_color and append to
2652                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2653                          * phase for these overflowed flushers.
2654                          */
2655                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2656                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2657
2658                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2659
2660                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2661                                               &wq->flusher_queue);
2662                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2663                 }
2664
2665                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2666                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2667                         break;
2668                 }
2669
2670                 /*
2671                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2672                  * the new first flusher and arm cwqs.
2673                  */
2674                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2675                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2676
2677                 list_del_init(&next->list);
2678                 wq->first_flusher = next;
2679
2680                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2681                         break;
2682
2683                 /*
2684                  * Meh... this color is already done, clear first
2685                  * flusher and repeat cascading.
2686                  */
2687                 wq->first_flusher = NULL;
2688         }
2689
2690 out_unlock:
2691         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2692 }
2693 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2694
2695 /**
2696  * drain_workqueue - drain a workqueue
2697  * @wq: workqueue to drain
2698  *
2699  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2700  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2701  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2702  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2703  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2704  * takes too long.
2705  */
2706 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2707 {
2708         unsigned int flush_cnt = 0;
2709         unsigned int cpu;
2710
2711         /*
2712          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2713          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2714          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2715          */
2716         spin_lock(&workqueue_lock);
2717         if (!wq->nr_drainers++)
2718                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2719         spin_unlock(&workqueue_lock);
2720 reflush:
2721         flush_workqueue(wq);
2722
2723         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2724                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2725                 bool drained;
2726
2727                 spin_lock_irq(&cwq->pool->lock);
2728                 drained = !cwq->nr_active && list_empty(&cwq->delayed_works);
2729                 spin_unlock_irq(&cwq->pool->lock);
2730
2731                 if (drained)
2732                         continue;
2733
2734                 if (++flush_cnt == 10 ||
2735                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2736                         pr_warn("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2737                                 wq->name, flush_cnt);
2738                 goto reflush;
2739         }
2740
2741         spin_lock(&workqueue_lock);
2742         if (!--wq->nr_drainers)
2743                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2744         spin_unlock(&workqueue_lock);
2745 }
2746 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2747
2748 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2749 {
2750         struct worker *worker = NULL;
2751         struct worker_pool *pool;
2752         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2753
2754         might_sleep();
2755         pool = get_work_pool(work);
2756         if (!pool)
2757                 return false;
2758
2759         spin_lock_irq(&pool->lock);
2760         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2761         cwq = get_work_cwq(work);
2762         if (cwq) {
2763                 if (unlikely(cwq->pool != pool))
2764                         goto already_gone;
2765         } else {
2766                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2767                 if (!worker)
2768                         goto already_gone;
2769                 cwq = worker->current_cwq;
2770         }
2771
2772         insert_wq_barrier(cwq, barr, work, worker);
2773         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2774
2775         /*
2776          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2777          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2778          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2779          * access.
2780          */
2781         if (cwq->wq->saved_max_active == 1 || cwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2782                 lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2783         else
2784                 lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2785         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2786
2787         return true;
2788 already_gone:
2789         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2790         return false;
2791 }
2792
2793 /**
2794  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2795  * @work: the work to flush
2796  *
2797  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2798  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2799  *
2800  * RETURNS:
2801  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2802  * %false if it was already idle.
2803  */
2804 bool flush_work(struct work_struct *work)
2805 {
2806         struct wq_barrier barr;
2807
2808         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2809         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2810
2811         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2812                 wait_for_completion(&barr.done);
2813                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2814                 return true;
2815         } else {
2816                 return false;
2817         }
2818 }
2819 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2820
2821 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2822 {
2823         unsigned long flags;
2824         int ret;
2825
2826         do {
2827                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2828                 /*
2829                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2830                  * would be waiting for before retrying.
2831                  */
2832                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2833                         flush_work(work);
2834         } while (unlikely(ret < 0));
2835
2836         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2837         mark_work_canceling(work);
2838         local_irq_restore(flags);
2839
2840         flush_work(work);
2841         clear_work_data(work);
2842         return ret;
2843 }
2844
2845 /**
2846  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2847  * @work: the work to cancel
2848  *
2849  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2850  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2851  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2852  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2853  *
2854  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2855  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2856  *
2857  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2858  * queued can't be destroyed before this function returns.
2859  *
2860  * RETURNS:
2861  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2862  */
2863 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2864 {
2865         return __cancel_work_timer(work, false);
2866 }
2867 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2868
2869 /**
2870  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2871  * @dwork: the delayed work to flush
2872  *
2873  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2874  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2875  * considers the last queueing instance of @dwork.
2876  *
2877  * RETURNS:
2878  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2879  * %false if it was already idle.
2880  */
2881 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2882 {
2883         local_irq_disable();
2884         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2885                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2886         local_irq_enable();
2887         return flush_work(&dwork->work);
2888 }
2889 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2890
2891 /**
2892  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2893  * @dwork: delayed_work to cancel
2894  *
2895  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2896  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2897  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2898  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2899  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2900  *
2901  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2902  */
2903 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2904 {
2905         unsigned long flags;
2906         int ret;
2907
2908         do {
2909                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2910         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2911
2912         if (unlikely(ret < 0))
2913                 return false;
2914
2915         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2916                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2917         local_irq_restore(flags);
2918         return ret;
2919 }
2920 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2921
2922 /**
2923  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2924  * @dwork: the delayed work cancel
2925  *
2926  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2927  *
2928  * RETURNS:
2929  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2930  */
2931 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2932 {
2933         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2934 }
2935 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2936
2937 /**
2938  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2939  * @cpu: cpu to put the work task on
2940  * @work: job to be done
2941  *
2942  * This puts a job on a specific cpu
2943  */
2944 bool schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2945 {
2946         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2947 }
2948 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2949
2950 /**
2951  * schedule_work - put work task in global workqueue
2952  * @work: job to be done
2953  *
2954  * Returns %false if @work was already on the kernel-global workqueue and
2955  * %true otherwise.
2956  *
2957  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2958  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2959  * workqueue otherwise.
2960  */
2961 bool schedule_work(struct work_struct *work)
2962 {
2963         return queue_work(system_wq, work);
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2966
2967 /**
2968  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2969  * @cpu: cpu to use
2970  * @dwork: job to be done
2971  * @delay: number of jiffies to wait
2972  *
2973  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2974  * workqueue on the specified CPU.
2975  */
2976 bool schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
2977                               unsigned long delay)
2978 {
2979         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2980 }
2981 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2982
2983 /**
2984  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2985  * @dwork: job to be done
2986  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2987  *
2988  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2989  * workqueue.
2990  */
2991 bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2992 {
2993         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2994 }
2995 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2996
2997 /**
2998  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2999  * @func: the function to call
3000  *
3001  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3002  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3003  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3004  *
3005  * RETURNS:
3006  * 0 on success, -errno on failure.
3007  */
3008 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3009 {
3010         int cpu;
3011         struct work_struct __percpu *works;
3012
3013         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3014         if (!works)
3015                 return -ENOMEM;
3016
3017         get_online_cpus();
3018
3019         for_each_online_cpu(cpu) {
3020                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3021
3022                 INIT_WORK(work, func);
3023                 schedule_work_on(cpu, work);
3024         }
3025
3026         for_each_online_cpu(cpu)
3027                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3028
3029         put_online_cpus();
3030         free_percpu(works);
3031         return 0;
3032 }
3033
3034 /**
3035  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3036  *
3037  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3038  * completion.
3039  *
3040  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3041  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3042  * will lead to deadlock:
3043  *
3044  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3045  *      a lock held by your code or its caller.
3046  *
3047  *      Your code is running in the context of a work routine.
3048  *
3049  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3050  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3051  * what locks they need, which you have no control over.
3052  *
3053  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3054  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3055  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3056  * cancel_work_sync() instead.
3057  */
3058 void flush_scheduled_work(void)
3059 {
3060         flush_workqueue(system_wq);
3061 }
3062 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3063
3064 /**
3065  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3066  * @fn:         the function to execute
3067  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3068  *              be available when the work executes)
3069  *
3070  * Executes the function immediately if process context is available,
3071  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3072  *
3073  * Returns:     0 - function was executed
3074  *              1 - function was scheduled for execution
3075  */
3076 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3077 {
3078         if (!in_interrupt()) {
3079                 fn(&ew->work);
3080                 return 0;
3081         }
3082
3083         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3084         schedule_work(&ew->work);
3085
3086         return 1;
3087 }
3088 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3089
3090 int keventd_up(void)
3091 {
3092         return system_wq != NULL;
3093 }
3094
3095 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3096 {
3097         /*
3098          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3099          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3100          * unsigned long long.
3101          */
3102         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
3103         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3104                                    __alignof__(unsigned long long));
3105
3106         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3107                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3108         else {
3109                 void *ptr;
3110
3111                 /*
3112                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
3113                  * pointer at the end pointing back to the originally
3114                  * allocated pointer which will be used for free.
3115                  */
3116                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3117                 if (ptr) {
3118                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3119                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
3120                 }
3121         }
3122
3123         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3124         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
3125         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3126 }
3127
3128 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3129 {
3130         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3131                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
3132         else if (wq->cpu_wq.single) {
3133                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
3134                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
3135         }
3136 }
3137
3138 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3139                                const char *name)
3140 {
3141         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3142
3143         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3144                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3145                         max_active, name, 1, lim);
3146
3147         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3148 }
3149
3150 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3151                                                unsigned int flags,
3152                                                int max_active,
3153                                                struct lock_class_key *key,
3154                                                const char *lock_name, ...)
3155 {
3156         va_list args, args1;
3157         struct workqueue_struct *wq;
3158         unsigned int cpu;
3159         size_t namelen;
3160
3161         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3162         va_start(args, lock_name);
3163         va_copy(args1, args);
3164         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3165
3166         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3167         if (!wq)
3168                 goto err;
3169
3170         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3171         va_end(args);
3172         va_end(args1);
3173
3174         /*
3175          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3176          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3177          */
3178         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3179                 flags |= WQ_RESCUER;
3180
3181         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3182         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3183
3184         /* init wq */
3185         wq->flags = flags;
3186         wq->saved_max_active = max_active;
3187         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3188         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
3189         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3190         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3191
3192         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3193         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3194
3195         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
3196                 goto err;
3197
3198         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3199                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3200
3201                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3202                 cwq->pool = get_std_worker_pool(cpu, flags & WQ_HIGHPRI);
3203                 cwq->wq = wq;
3204                 cwq->flush_color = -1;
3205                 cwq->max_active = max_active;
3206                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
3207         }
3208
3209         if (flags & WQ_RESCUER) {
3210                 struct worker *rescuer;
3211
3212                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3213                         goto err;
3214
3215                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3216                 if (!rescuer)
3217                         goto err;
3218
3219                 rescuer->rescue_wq = wq;
3220                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3221                                                wq->name);
3222                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3223                         goto err;
3224
3225                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3226                 wake_up_process(rescuer->task);
3227         }
3228
3229         /*
3230          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3231          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3232          * workqueue to workqueues list.
3233          */
3234         spin_lock(&workqueue_lock);
3235
3236         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3237                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
3238                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3239
3240         list_add(&wq->list, &workqueues);
3241
3242         spin_unlock(&workqueue_lock);
3243
3244         return wq;
3245 err:
3246         if (wq) {
3247                 free_cwqs(wq);
3248                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3249                 kfree(wq->rescuer);
3250                 kfree(wq);
3251         }
3252         return NULL;
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3255
3256 /**
3257  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3258  * @wq: target workqueue
3259  *
3260  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3261  */
3262 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3263 {
3264         unsigned int cpu;
3265
3266         /* drain it before proceeding with destruction */
3267         drain_workqueue(wq);
3268
3269         /*
3270          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3271          * flushing is complete in case freeze races us.
3272          */
3273         spin_lock(&workqueue_lock);
3274         list_del(&wq->list);
3275         spin_unlock(&workqueue_lock);
3276
3277         /* sanity check */
3278         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3279                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3280                 int i;
3281
3282                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3283                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
3284                 BUG_ON(cwq->nr_active);
3285                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
3286         }
3287
3288         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3289                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3290                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3291                 kfree(wq->rescuer);
3292         }
3293
3294         free_cwqs(wq);
3295         kfree(wq);
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3298
3299 /**
3300  * cwq_set_max_active - adjust max_active of a cwq
3301  * @cwq: target cpu_workqueue_struct
3302  * @max_active: new max_active value.
3303  *
3304  * Set @cwq->max_active to @max_active and activate delayed works if
3305  * increased.
3306  *
3307  * CONTEXT:
3308  * spin_lock_irq(pool->lock).
3309  */
3310 static void cwq_set_max_active(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int max_active)
3311 {
3312         cwq->max_active = max_active;
3313
3314         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3315                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3316                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3317 }
3318
3319 /**
3320  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3321  * @wq: target workqueue
3322  * @max_active: new max_active value.
3323  *
3324  * Set max_active of @wq to @max_active.
3325  *
3326  * CONTEXT:
3327  * Don't call from IRQ context.
3328  */
3329 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3330 {
3331         unsigned int cpu;
3332
3333         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3334
3335         spin_lock(&workqueue_lock);
3336
3337         wq->saved_max_active = max_active;
3338
3339         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3340                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3341                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
3342
3343                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3344
3345                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3346                     !(pool->flags & POOL_FREEZING))
3347                         cwq_set_max_active(cwq, max_active);
3348
3349                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3350         }
3351
3352         spin_unlock(&workqueue_lock);
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3355
3356 /**
3357  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3358  * @cpu: CPU in question
3359  * @wq: target workqueue
3360  *
3361  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3362  * no synchronization around this function and the test result is
3363  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3364  *
3365  * RETURNS:
3366  * %true if congested, %false otherwise.
3367  */
3368 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3369 {
3370         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3371
3372         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3375
3376 /**
3377  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3378  * @work: the work to be tested
3379  *
3380  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3381  * synchronization around this function and the test result is
3382  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3383  *
3384  * RETURNS:
3385  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3386  */
3387 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3388 {
3389         struct worker_pool *pool = get_work_pool(work);
3390         unsigned long flags;
3391         unsigned int ret = 0;
3392
3393         if (work_pending(work))
3394                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3395
3396         if (pool) {
3397                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
3398                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
3399                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3400                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
3401         }
3402
3403         return ret;
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3406
3407 /*
3408  * CPU hotplug.
3409  *
3410  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3411  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
3412  * pool which make migrating pending and scheduled works very
3413  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3414  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
3415  * blocked draining impractical.
3416  *
3417  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
3418  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3419  * cpu comes back online.
3420  */
3421
3422 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3423 {
3424         int cpu = smp_processor_id();
3425         struct worker_pool *pool;
3426         struct worker *worker;
3427         struct hlist_node *pos;
3428         int i;
3429
3430         for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3431                 BUG_ON(cpu != smp_processor_id());
3432
3433                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3434                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3435
3436                 /*
3437                  * We've claimed all manager positions.  Make all workers
3438                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
3439                  * except for the ones which are still executing works from
3440                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
3441                  * this, they may become diasporas.
3442                  */
3443                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3444                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3445
3446                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, pool)
3447                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3448
3449                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3450
3451                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3452                 mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3453         }
3454
3455         /*
3456          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3457          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3458          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3459          */
3460         schedule();
3461
3462         /*
3463          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3464          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3465          * are always true as long as the worklist is not empty.  Pools on
3466          * @cpu now behave as unbound (in terms of concurrency management)
3467          * pools which are served by workers tied to the CPU.
3468          *
3469          * On return from this function, the current worker would trigger
3470          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3471          * didn't already.
3472          */
3473         for_each_std_worker_pool(pool, cpu)
3474                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
3475 }
3476
3477 /*
3478  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3479  * This will be registered high priority CPU notifier.
3480  */
3481 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3482                                                unsigned long action,
3483                                                void *hcpu)
3484 {
3485         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3486         struct worker_pool *pool;
3487
3488         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3489         case CPU_UP_PREPARE:
3490                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3491                         struct worker *worker;
3492
3493                         if (pool->nr_workers)
3494                                 continue;
3495
3496                         worker = create_worker(pool);
3497                         if (!worker)
3498                                 return NOTIFY_BAD;
3499
3500                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3501                         start_worker(worker);
3502                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3503                 }
3504                 break;
3505
3506         case CPU_DOWN_FAILED:
3507         case CPU_ONLINE:
3508                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3509                         mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3510                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3511
3512                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3513                         rebind_workers(pool);
3514
3515                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3516                         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3517                 }
3518                 break;
3519         }
3520         return NOTIFY_OK;
3521 }
3522
3523 /*
3524  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3525  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3526  */
3527 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3528                                                  unsigned long action,
3529                                                  void *hcpu)
3530 {
3531         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3532         struct work_struct unbind_work;
3533
3534         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3535         case CPU_DOWN_PREPARE:
3536                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3537                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
3538                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
3539                 flush_work(&unbind_work);
3540                 break;
3541         }
3542         return NOTIFY_OK;
3543 }
3544
3545 #ifdef CONFIG_SMP
3546
3547 struct work_for_cpu {
3548         struct work_struct work;
3549         long (*fn)(void *);
3550         void *arg;
3551         long ret;
3552 };
3553
3554 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
3555 {
3556         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
3557
3558         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3559 }
3560
3561 /**
3562  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3563  * @cpu: the cpu to run on
3564  * @fn: the function to run
3565  * @arg: the function arg
3566  *
3567  * This will return the value @fn returns.
3568  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3569  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3570  */
3571 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3572 {
3573         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
3574
3575         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
3576         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
3577         flush_work(&wfc.work);
3578         return wfc.ret;
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3581 #endif /* CONFIG_SMP */
3582
3583 #ifdef CONFIG_FREEZER
3584
3585 /**
3586  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3587  *
3588  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3589  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3590  * pool->worklist.
3591  *
3592  * CONTEXT:
3593  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3594  */
3595 void freeze_workqueues_begin(void)
3596 {
3597         unsigned int cpu;
3598
3599         spin_lock(&workqueue_lock);
3600
3601         BUG_ON(workqueue_freezing);
3602         workqueue_freezing = true;
3603
3604         for_each_wq_cpu(cpu) {
3605                 struct worker_pool *pool;
3606                 struct workqueue_struct *wq;
3607
3608                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3609                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3610
3611                         WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
3612                         pool->flags |= POOL_FREEZING;
3613
3614                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3615                                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3616
3617                                 if (cwq && cwq->pool == pool &&
3618                                     (wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3619                                         cwq->max_active = 0;
3620                         }
3621
3622                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3623                 }
3624         }
3625
3626         spin_unlock(&workqueue_lock);
3627 }
3628
3629 /**
3630  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3631  *
3632  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3633  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3634  *
3635  * CONTEXT:
3636  * Grabs and releases workqueue_lock.
3637  *
3638  * RETURNS:
3639  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3640  * is complete.
3641  */
3642 bool freeze_workqueues_busy(void)
3643 {
3644         unsigned int cpu;
3645         bool busy = false;
3646
3647         spin_lock(&workqueue_lock);
3648
3649         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3650
3651         for_each_wq_cpu(cpu) {
3652                 struct workqueue_struct *wq;
3653                 /*
3654                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3655                  * to peek without lock.
3656                  */
3657                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3658                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3659
3660                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3661                                 continue;
3662
3663                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3664                         if (cwq->nr_active) {
3665                                 busy = true;
3666                                 goto out_unlock;
3667                         }
3668                 }
3669         }
3670 out_unlock:
3671         spin_unlock(&workqueue_lock);
3672         return busy;
3673 }
3674
3675 /**
3676  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3677  *
3678  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3679  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
3680  *
3681  * CONTEXT:
3682  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3683  */
3684 void thaw_workqueues(void)
3685 {
3686         unsigned int cpu;
3687
3688         spin_lock(&workqueue_lock);
3689
3690         if (!workqueue_freezing)
3691                 goto out_unlock;
3692
3693         for_each_wq_cpu(cpu) {
3694                 struct worker_pool *pool;
3695                 struct workqueue_struct *wq;
3696
3697                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3698                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3699
3700                         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
3701                         pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
3702
3703                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3704                                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3705
3706                                 if (!cwq || cwq->pool != pool ||
3707                                     !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3708                                         continue;
3709
3710                                 /* restore max_active and repopulate worklist */
3711                                 cwq_set_max_active(cwq, wq->saved_max_active);
3712                         }
3713
3714                         wake_up_worker(pool);
3715
3716                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3717                 }
3718         }
3719
3720         workqueue_freezing = false;
3721 out_unlock:
3722         spin_unlock(&workqueue_lock);
3723 }
3724 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3725
3726 static int __init init_workqueues(void)
3727 {
3728         unsigned int cpu;
3729
3730         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
3731         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
3732                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
3733
3734         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3735         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3736
3737         /* initialize CPU pools */
3738         for_each_wq_cpu(cpu) {
3739                 struct worker_pool *pool;
3740
3741                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3742                         spin_lock_init(&pool->lock);
3743                         pool->cpu = cpu;
3744                         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3745                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3746                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3747                         hash_init(pool->busy_hash);
3748
3749                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3750                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3751                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3752
3753                         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3754                                     (unsigned long)pool);
3755
3756                         mutex_init(&pool->assoc_mutex);
3757                         ida_init(&pool->worker_ida);
3758
3759                         /* alloc pool ID */
3760                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
3761                 }
3762         }
3763
3764         /* create the initial worker */
3765         for_each_online_wq_cpu(cpu) {
3766                 struct worker_pool *pool;
3767
3768                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3769                         struct worker *worker;
3770
3771                         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3772                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3773
3774                         worker = create_worker(pool);
3775                         BUG_ON(!worker);
3776                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3777                         start_worker(worker);
3778                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3779                 }
3780         }
3781
3782         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3783         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
3784         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3785         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3786                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3787         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3788                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3789         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
3790                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
3791         return 0;
3792 }
3793 early_initcall(init_workqueues);