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