workqueue: separate out pool_workqueue locking into pwq_lock
[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/jhash.h>
45 #include <linux/hashtable.h>
46 #include <linux/rculist.h>
47
48 #include "workqueue_internal.h"
49
50 enum {
51         /*
52          * worker_pool flags
53          *
54          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
55          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
56          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
57          * is in effect.
58          *
59          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
60          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
61          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
62          *
63          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
64          * manager_mutex to avoid changing binding state while
65          * create_worker() is in progress.
66          */
67         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
68         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
69         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
70
71         /* worker flags */
72         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
73         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
74         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
75         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
76         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
77         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
78
79         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_UNBOUND |
80                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
81
82         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
83
84         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
85         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
86
87         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
88         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
89
90         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
91                                                 /* call for help after 10ms
92                                                    (min two ticks) */
93         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
94         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
95
96         /*
97          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
98          * all cpus.  Give -20.
99          */
100         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
101         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
102 };
103
104 /*
105  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
106  *
107  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
108  *    everyone else.
109  *
110  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
111  *    only be modified and accessed from the local cpu.
112  *
113  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
114  *
115  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
116  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
117  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
118  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
119  *
120  * F: wq->flush_mutex protected.
121  *
122  * WQ: wq_mutex protected.
123  *
124  * WR: wq_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
125  *
126  * PW: pwq_lock protected.
127  *
128  * W: workqueue_lock protected.
129  *
130  * FR: wq->flush_mutex and pwq_lock protected for writes.  Sched-RCU
131  *     protected for reads.
132  */
133
134 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
135
136 struct worker_pool {
137         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
138         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
139         int                     id;             /* I: pool ID */
140         unsigned int            flags;          /* X: flags */
141
142         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
143         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
144
145         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
146         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
147
148         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
149         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
150         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
151
152         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
153         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
154                                                 /* L: hash of busy workers */
155
156         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
157         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
158         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
159         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
160
161         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
162         struct hlist_node       hash_node;      /* WQ: unbound_pool_hash node */
163         int                     refcnt;         /* WQ: refcnt for unbound pools */
164
165         /*
166          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
167          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
168          * cacheline.
169          */
170         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
171
172         /*
173          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
174          * from get_work_pool().
175          */
176         struct rcu_head         rcu;
177 } ____cacheline_aligned_in_smp;
178
179 /*
180  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
181  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
182  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
183  * number of flag bits.
184  */
185 struct pool_workqueue {
186         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
187         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
188         int                     work_color;     /* L: current color */
189         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
190         int                     refcnt;         /* L: reference count */
191         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
192                                                 /* L: nr of in_flight works */
193         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
194         int                     max_active;     /* L: max active works */
195         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
196         struct list_head        pwqs_node;      /* FR: node on wq->pwqs */
197         struct list_head        mayday_node;    /* W: node on wq->maydays */
198
199         /*
200          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
201          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
202          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
203          * determined without grabbing pwq_lock.
204          */
205         struct work_struct      unbound_release_work;
206         struct rcu_head         rcu;
207 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
208
209 /*
210  * Structure used to wait for workqueue flush.
211  */
212 struct wq_flusher {
213         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
214         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
215         struct completion       done;           /* flush completion */
216 };
217
218 struct wq_device;
219
220 /*
221  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
222  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
223  */
224 struct workqueue_struct {
225         unsigned int            flags;          /* WQ: WQ_* flags */
226         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwq's */
227         struct list_head        pwqs;           /* FR: all pwqs of this wq */
228         struct list_head        list;           /* WQ: list of all workqueues */
229
230         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
231         int                     work_color;     /* F: current work color */
232         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
233         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
234         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
235         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
236         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
237
238         struct list_head        maydays;        /* W: pwqs requesting rescue */
239         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
240
241         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
242         int                     saved_max_active; /* PW: saved pwq max_active */
243
244 #ifdef CONFIG_SYSFS
245         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
246 #endif
247 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
248         struct lockdep_map      lockdep_map;
249 #endif
250         char                    name[];         /* I: workqueue name */
251 };
252
253 static struct kmem_cache *pwq_cache;
254
255 static DEFINE_MUTEX(wq_mutex);          /* protects workqueues and pools */
256 static DEFINE_SPINLOCK(pwq_lock);       /* protects pool_workqueues */
257 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
258
259 static LIST_HEAD(workqueues);           /* WQ: list of all workqueues */
260 static bool workqueue_freezing;         /* WQ: have wqs started freezing? */
261
262 /* the per-cpu worker pools */
263 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
264                                      cpu_worker_pools);
265
266 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* WR: idr of all pools */
267
268 /* WQ: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
269 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
270
271 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
272 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
273
274 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
276 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
278 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
280 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
282 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
284
285 static int worker_thread(void *__worker);
286 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
287                                  const struct workqueue_attrs *from);
288
289 #define CREATE_TRACE_POINTS
290 #include <trace/events/workqueue.h>
291
292 #define assert_rcu_or_wq_mutex()                                        \
293         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
294                            lockdep_is_held(&wq_mutex),                  \
295                            "sched RCU or wq_mutex should be held")
296
297 #define assert_rcu_or_pwq_lock()                                        \
298         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
299                            lockdep_is_held(&pwq_lock),                  \
300                            "sched RCU or pwq_lock should be held")
301
302 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
303         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
304              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
305              (pool)++)
306
307 #define for_each_busy_worker(worker, i, pool)                           \
308         hash_for_each(pool->busy_hash, i, worker, hentry)
309
310 /**
311  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
312  * @pool: iteration cursor
313  * @pi: integer used for iteration
314  *
315  * This must be called either with wq_mutex held or sched RCU read locked.
316  * If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
317  * responsible for guaranteeing that the pool stays online.
318  *
319  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
320  * ignored.
321  */
322 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
323         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
324                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(); false; })) { }         \
325                 else
326
327 /**
328  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
329  * @pwq: iteration cursor
330  * @wq: the target workqueue
331  *
332  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
333  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
334  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
335  *
336  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
337  * ignored.
338  */
339 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
340         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
341                 if (({ assert_rcu_or_pwq_lock(); false; })) { }         \
342                 else
343
344 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
345
346 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
347
348 static void *work_debug_hint(void *addr)
349 {
350         return ((struct work_struct *) addr)->func;
351 }
352
353 /*
354  * fixup_init is called when:
355  * - an active object is initialized
356  */
357 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
358 {
359         struct work_struct *work = addr;
360
361         switch (state) {
362         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
363                 cancel_work_sync(work);
364                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
365                 return 1;
366         default:
367                 return 0;
368         }
369 }
370
371 /*
372  * fixup_activate is called when:
373  * - an active object is activated
374  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
375  */
376 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
377 {
378         struct work_struct *work = addr;
379
380         switch (state) {
381
382         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
383                 /*
384                  * This is not really a fixup. The work struct was
385                  * statically initialized. We just make sure that it
386                  * is tracked in the object tracker.
387                  */
388                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
389                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
390                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
391                         return 0;
392                 }
393                 WARN_ON_ONCE(1);
394                 return 0;
395
396         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
397                 WARN_ON(1);
398
399         default:
400                 return 0;
401         }
402 }
403
404 /*
405  * fixup_free is called when:
406  * - an active object is freed
407  */
408 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
409 {
410         struct work_struct *work = addr;
411
412         switch (state) {
413         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
414                 cancel_work_sync(work);
415                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
416                 return 1;
417         default:
418                 return 0;
419         }
420 }
421
422 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
423         .name           = "work_struct",
424         .debug_hint     = work_debug_hint,
425         .fixup_init     = work_fixup_init,
426         .fixup_activate = work_fixup_activate,
427         .fixup_free     = work_fixup_free,
428 };
429
430 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
431 {
432         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
433 }
434
435 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
436 {
437         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
438 }
439
440 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
441 {
442         if (onstack)
443                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
444         else
445                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
448
449 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
450 {
451         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
454
455 #else
456 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
457 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
458 #endif
459
460 /* allocate ID and assign it to @pool */
461 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
462 {
463         int ret;
464
465         lockdep_assert_held(&wq_mutex);
466
467         do {
468                 if (!idr_pre_get(&worker_pool_idr, GFP_KERNEL))
469                         return -ENOMEM;
470                 ret = idr_get_new(&worker_pool_idr, pool, &pool->id);
471         } while (ret == -EAGAIN);
472
473         return ret;
474 }
475
476 /**
477  * first_pwq - return the first pool_workqueue of the specified workqueue
478  * @wq: the target workqueue
479  *
480  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
481  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
482  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
483  */
484 static struct pool_workqueue *first_pwq(struct workqueue_struct *wq)
485 {
486         assert_rcu_or_pwq_lock();
487         return list_first_or_null_rcu(&wq->pwqs, struct pool_workqueue,
488                                       pwqs_node);
489 }
490
491 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
492 {
493         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
494 }
495
496 static int get_work_color(struct work_struct *work)
497 {
498         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
499                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
500 }
501
502 static int work_next_color(int color)
503 {
504         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
505 }
506
507 /*
508  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
509  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
510  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
511  *
512  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
513  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
514  * work->data.  These functions should only be called while the work is
515  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
516  *
517  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
518  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
519  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
520  * available only while the work item is queued.
521  *
522  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
523  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
524  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
525  * try to steal the PENDING bit.
526  */
527 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
528                                  unsigned long flags)
529 {
530         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
531         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
532 }
533
534 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
535                          unsigned long extra_flags)
536 {
537         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
538                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
539 }
540
541 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
542                                            int pool_id)
543 {
544         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
545                       WORK_STRUCT_PENDING);
546 }
547
548 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
549                                             int pool_id)
550 {
551         /*
552          * The following wmb is paired with the implied mb in
553          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
554          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
555          * owner.
556          */
557         smp_wmb();
558         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
559 }
560
561 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
562 {
563         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
564         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
565 }
566
567 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
568 {
569         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
570
571         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
572                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
573         else
574                 return NULL;
575 }
576
577 /**
578  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
579  * @work: the work item of interest
580  *
581  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
582  *
583  * Pools are created and destroyed under wq_mutex, and allows read access
584  * under sched-RCU read lock.  As such, this function should be called
585  * under wq_mutex or with preemption disabled.
586  *
587  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
588  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
589  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
590  * returned pool is and stays online.
591  */
592 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
593 {
594         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
595         int pool_id;
596
597         assert_rcu_or_wq_mutex();
598
599         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
600                 return ((struct pool_workqueue *)
601                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
602
603         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
604         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
605                 return NULL;
606
607         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
608 }
609
610 /**
611  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
612  * @work: the work item of interest
613  *
614  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
615  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
616  */
617 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
618 {
619         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
620
621         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
622                 return ((struct pool_workqueue *)
623                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
624
625         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
626 }
627
628 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
629 {
630         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
631
632         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
633         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
634 }
635
636 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
637 {
638         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
639
640         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
641 }
642
643 /*
644  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
645  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
646  * they're being called with pool->lock held.
647  */
648
649 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
650 {
651         return !atomic_read(&pool->nr_running);
652 }
653
654 /*
655  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
656  * running workers.
657  *
658  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
659  * function will always return %true for unbound pools as long as the
660  * worklist isn't empty.
661  */
662 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
663 {
664         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
665 }
666
667 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
668 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
669 {
670         return pool->nr_idle;
671 }
672
673 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
674 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
675 {
676         return !list_empty(&pool->worklist) &&
677                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
678 }
679
680 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
681 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
682 {
683         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
684 }
685
686 /* Do I need to be the manager? */
687 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
688 {
689         return need_to_create_worker(pool) ||
690                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
691 }
692
693 /* Do we have too many workers and should some go away? */
694 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
695 {
696         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
697         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
698         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
699
700         /*
701          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
702          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
703          */
704         if (list_empty(&pool->idle_list))
705                 return false;
706
707         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
708 }
709
710 /*
711  * Wake up functions.
712  */
713
714 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
715 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
716 {
717         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
718                 return NULL;
719
720         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
721 }
722
723 /**
724  * wake_up_worker - wake up an idle worker
725  * @pool: worker pool to wake worker from
726  *
727  * Wake up the first idle worker of @pool.
728  *
729  * CONTEXT:
730  * spin_lock_irq(pool->lock).
731  */
732 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
733 {
734         struct worker *worker = first_worker(pool);
735
736         if (likely(worker))
737                 wake_up_process(worker->task);
738 }
739
740 /**
741  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
742  * @task: task waking up
743  * @cpu: CPU @task is waking up to
744  *
745  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
746  * being awoken.
747  *
748  * CONTEXT:
749  * spin_lock_irq(rq->lock)
750  */
751 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
752 {
753         struct worker *worker = kthread_data(task);
754
755         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
756                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
757                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
758         }
759 }
760
761 /**
762  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
763  * @task: task going to sleep
764  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
765  *
766  * This function is called during schedule() when a busy worker is
767  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
768  * returning pointer to its task.
769  *
770  * CONTEXT:
771  * spin_lock_irq(rq->lock)
772  *
773  * RETURNS:
774  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
775  */
776 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
777 {
778         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
779         struct worker_pool *pool;
780
781         /*
782          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
783          * workers, also reach here, let's not access anything before
784          * checking NOT_RUNNING.
785          */
786         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
787                 return NULL;
788
789         pool = worker->pool;
790
791         /* this can only happen on the local cpu */
792         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
793                 return NULL;
794
795         /*
796          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
797          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
798          * Please read comment there.
799          *
800          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
801          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
802          * disabled, which in turn means that none else could be
803          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
804          * lock is safe.
805          */
806         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
807             !list_empty(&pool->worklist))
808                 to_wakeup = first_worker(pool);
809         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
810 }
811
812 /**
813  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
814  * @worker: self
815  * @flags: flags to set
816  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
817  *
818  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
819  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
820  * woken up.
821  *
822  * CONTEXT:
823  * spin_lock_irq(pool->lock)
824  */
825 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
826                                     bool wakeup)
827 {
828         struct worker_pool *pool = worker->pool;
829
830         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
831
832         /*
833          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
834          * wake up an idle worker as necessary if requested by
835          * @wakeup.
836          */
837         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
838             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
839                 if (wakeup) {
840                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
841                             !list_empty(&pool->worklist))
842                                 wake_up_worker(pool);
843                 } else
844                         atomic_dec(&pool->nr_running);
845         }
846
847         worker->flags |= flags;
848 }
849
850 /**
851  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
852  * @worker: self
853  * @flags: flags to clear
854  *
855  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
856  *
857  * CONTEXT:
858  * spin_lock_irq(pool->lock)
859  */
860 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
861 {
862         struct worker_pool *pool = worker->pool;
863         unsigned int oflags = worker->flags;
864
865         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
866
867         worker->flags &= ~flags;
868
869         /*
870          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
871          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
872          * of multiple flags, not a single flag.
873          */
874         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
875                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
876                         atomic_inc(&pool->nr_running);
877 }
878
879 /**
880  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
881  * @pool: pool of interest
882  * @work: work to find worker for
883  *
884  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
885  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
886  * to match, its current execution should match the address of @work and
887  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
888  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
889  * being executed.
890  *
891  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
892  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
893  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
894  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
895  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
896  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
897  *
898  * This function checks the work item address and work function to avoid
899  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
900  * work function which can introduce dependency onto itself through a
901  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
902  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
903  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
904  *
905  * CONTEXT:
906  * spin_lock_irq(pool->lock).
907  *
908  * RETURNS:
909  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
910  * otherwise.
911  */
912 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
913                                                  struct work_struct *work)
914 {
915         struct worker *worker;
916
917         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
918                                (unsigned long)work)
919                 if (worker->current_work == work &&
920                     worker->current_func == work->func)
921                         return worker;
922
923         return NULL;
924 }
925
926 /**
927  * move_linked_works - move linked works to a list
928  * @work: start of series of works to be scheduled
929  * @head: target list to append @work to
930  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
931  *
932  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
933  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
934  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
935  *
936  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
937  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
938  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
939  *
940  * CONTEXT:
941  * spin_lock_irq(pool->lock).
942  */
943 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
944                               struct work_struct **nextp)
945 {
946         struct work_struct *n;
947
948         /*
949          * Linked worklist will always end before the end of the list,
950          * use NULL for list head.
951          */
952         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
953                 list_move_tail(&work->entry, head);
954                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
955                         break;
956         }
957
958         /*
959          * If we're already inside safe list traversal and have moved
960          * multiple works to the scheduled queue, the next position
961          * needs to be updated.
962          */
963         if (nextp)
964                 *nextp = n;
965 }
966
967 /**
968  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
969  * @pwq: pool_workqueue to get
970  *
971  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
972  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
973  */
974 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
975 {
976         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
977         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
978         pwq->refcnt++;
979 }
980
981 /**
982  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
983  * @pwq: pool_workqueue to put
984  *
985  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
986  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
987  */
988 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
989 {
990         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
991         if (likely(--pwq->refcnt))
992                 return;
993         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
994                 return;
995         /*
996          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
997          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
998          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
999          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1000          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1001          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1002          */
1003         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1004 }
1005
1006 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1007 {
1008         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1009
1010         trace_workqueue_activate_work(work);
1011         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1012         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1013         pwq->nr_active++;
1014 }
1015
1016 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1017 {
1018         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1019                                                     struct work_struct, entry);
1020
1021         pwq_activate_delayed_work(work);
1022 }
1023
1024 /**
1025  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1026  * @pwq: pwq of interest
1027  * @color: color of work which left the queue
1028  *
1029  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1030  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1031  *
1032  * CONTEXT:
1033  * spin_lock_irq(pool->lock).
1034  */
1035 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1036 {
1037         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1038         if (color == WORK_NO_COLOR)
1039                 goto out_put;
1040
1041         pwq->nr_in_flight[color]--;
1042
1043         pwq->nr_active--;
1044         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1045                 /* one down, submit a delayed one */
1046                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1047                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1048         }
1049
1050         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1051         if (likely(pwq->flush_color != color))
1052                 goto out_put;
1053
1054         /* are there still in-flight works? */
1055         if (pwq->nr_in_flight[color])
1056                 goto out_put;
1057
1058         /* this pwq is done, clear flush_color */
1059         pwq->flush_color = -1;
1060
1061         /*
1062          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1063          * will handle the rest.
1064          */
1065         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1066                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1067 out_put:
1068         put_pwq(pwq);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1073  * @work: work item to steal
1074  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1075  * @flags: place to store irq state
1076  *
1077  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1078  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1079  *
1080  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1081  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1082  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1083  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1084  *              for arbitrarily long
1085  *
1086  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1087  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1088  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1089  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1090  *
1091  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1092  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1093  *
1094  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1095  */
1096 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1097                                unsigned long *flags)
1098 {
1099         struct worker_pool *pool;
1100         struct pool_workqueue *pwq;
1101
1102         local_irq_save(*flags);
1103
1104         /* try to steal the timer if it exists */
1105         if (is_dwork) {
1106                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1107
1108                 /*
1109                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1110                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1111                  * running on the local CPU.
1112                  */
1113                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1114                         return 1;
1115         }
1116
1117         /* try to claim PENDING the normal way */
1118         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1119                 return 0;
1120
1121         /*
1122          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1123          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1124          */
1125         pool = get_work_pool(work);
1126         if (!pool)
1127                 goto fail;
1128
1129         spin_lock(&pool->lock);
1130         /*
1131          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1132          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1133          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1134          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1135          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1136          * item is currently queued on that pool.
1137          */
1138         pwq = get_work_pwq(work);
1139         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1140                 debug_work_deactivate(work);
1141
1142                 /*
1143                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1144                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1145                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1146                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1147                  * item is activated before grabbing.
1148                  */
1149                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1150                         pwq_activate_delayed_work(work);
1151
1152                 list_del_init(&work->entry);
1153                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1154
1155                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1156                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1157
1158                 spin_unlock(&pool->lock);
1159                 return 1;
1160         }
1161         spin_unlock(&pool->lock);
1162 fail:
1163         local_irq_restore(*flags);
1164         if (work_is_canceling(work))
1165                 return -ENOENT;
1166         cpu_relax();
1167         return -EAGAIN;
1168 }
1169
1170 /**
1171  * insert_work - insert a work into a pool
1172  * @pwq: pwq @work belongs to
1173  * @work: work to insert
1174  * @head: insertion point
1175  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1176  *
1177  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1178  * work_struct flags.
1179  *
1180  * CONTEXT:
1181  * spin_lock_irq(pool->lock).
1182  */
1183 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1184                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1185 {
1186         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1187
1188         /* we own @work, set data and link */
1189         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1190         list_add_tail(&work->entry, head);
1191         get_pwq(pwq);
1192
1193         /*
1194          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1195          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1196          * around lazily while there are works to be processed.
1197          */
1198         smp_mb();
1199
1200         if (__need_more_worker(pool))
1201                 wake_up_worker(pool);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1206  * same workqueue.
1207  */
1208 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1209 {
1210         struct worker *worker;
1211
1212         worker = current_wq_worker();
1213         /*
1214          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1215          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1216          */
1217         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1218 }
1219
1220 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1221                          struct work_struct *work)
1222 {
1223         struct pool_workqueue *pwq;
1224         struct worker_pool *last_pool;
1225         struct list_head *worklist;
1226         unsigned int work_flags;
1227         unsigned int req_cpu = cpu;
1228
1229         /*
1230          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1231          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1232          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1233          * happen with IRQ disabled.
1234          */
1235         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1236
1237         debug_work_activate(work);
1238
1239         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1240         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1241             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1242                 return;
1243 retry:
1244         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1245         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1246                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1247                         cpu = raw_smp_processor_id();
1248                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1249         } else {
1250                 pwq = first_pwq(wq);
1251         }
1252
1253         /*
1254          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1255          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1256          * pool to guarantee non-reentrancy.
1257          */
1258         last_pool = get_work_pool(work);
1259         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1260                 struct worker *worker;
1261
1262                 spin_lock(&last_pool->lock);
1263
1264                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1265
1266                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1267                         pwq = worker->current_pwq;
1268                 } else {
1269                         /* meh... not running there, queue here */
1270                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1271                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1272                 }
1273         } else {
1274                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1275         }
1276
1277         /*
1278          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1279          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1280          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1281          * without another pwq replacing it as the first pwq or while a
1282          * work item is executing on it, so the retying is guaranteed to
1283          * make forward-progress.
1284          */
1285         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1286                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1287                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1288                         cpu_relax();
1289                         goto retry;
1290                 }
1291                 /* oops */
1292                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1293                           wq->name, cpu);
1294         }
1295
1296         /* pwq determined, queue */
1297         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1298
1299         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1300                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1301                 return;
1302         }
1303
1304         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1305         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1306
1307         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1308                 trace_workqueue_activate_work(work);
1309                 pwq->nr_active++;
1310                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1311         } else {
1312                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1313                 worklist = &pwq->delayed_works;
1314         }
1315
1316         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1317
1318         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1319 }
1320
1321 /**
1322  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1323  * @cpu: CPU number to execute work on
1324  * @wq: workqueue to use
1325  * @work: work to queue
1326  *
1327  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1328  *
1329  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1330  * can't go away.
1331  */
1332 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1333                    struct work_struct *work)
1334 {
1335         bool ret = false;
1336         unsigned long flags;
1337
1338         local_irq_save(flags);
1339
1340         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1341                 __queue_work(cpu, wq, work);
1342                 ret = true;
1343         }
1344
1345         local_irq_restore(flags);
1346         return ret;
1347 }
1348 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1349
1350 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1351 {
1352         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1353
1354         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1355         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1356 }
1357 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1358
1359 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1360                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1361 {
1362         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1363         struct work_struct *work = &dwork->work;
1364
1365         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1366                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1367         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1368         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1369
1370         /*
1371          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1372          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1373          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1374          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1375          */
1376         if (!delay) {
1377                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1378                 return;
1379         }
1380
1381         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1382
1383         dwork->wq = wq;
1384         dwork->cpu = cpu;
1385         timer->expires = jiffies + delay;
1386
1387         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1388                 add_timer_on(timer, cpu);
1389         else
1390                 add_timer(timer);
1391 }
1392
1393 /**
1394  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1395  * @cpu: CPU number to execute work on
1396  * @wq: workqueue to use
1397  * @dwork: work to queue
1398  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1399  *
1400  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1401  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1402  * execution.
1403  */
1404 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1405                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1406 {
1407         struct work_struct *work = &dwork->work;
1408         bool ret = false;
1409         unsigned long flags;
1410
1411         /* read the comment in __queue_work() */
1412         local_irq_save(flags);
1413
1414         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1415                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1416                 ret = true;
1417         }
1418
1419         local_irq_restore(flags);
1420         return ret;
1421 }
1422 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1423
1424 /**
1425  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1426  * @cpu: CPU number to execute work on
1427  * @wq: workqueue to use
1428  * @dwork: work to queue
1429  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1430  *
1431  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1432  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1433  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1434  * current state.
1435  *
1436  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1437  * pending and its timer was modified.
1438  *
1439  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1440  * See try_to_grab_pending() for details.
1441  */
1442 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1443                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1444 {
1445         unsigned long flags;
1446         int ret;
1447
1448         do {
1449                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1450         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1451
1452         if (likely(ret >= 0)) {
1453                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1454                 local_irq_restore(flags);
1455         }
1456
1457         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1458         return ret;
1459 }
1460 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1461
1462 /**
1463  * worker_enter_idle - enter idle state
1464  * @worker: worker which is entering idle state
1465  *
1466  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1467  * necessary.
1468  *
1469  * LOCKING:
1470  * spin_lock_irq(pool->lock).
1471  */
1472 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1473 {
1474         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1475
1476         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1477             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1478                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1479                 return;
1480
1481         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1482         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1483         pool->nr_idle++;
1484         worker->last_active = jiffies;
1485
1486         /* idle_list is LIFO */
1487         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1488
1489         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1490                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1491
1492         /*
1493          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1494          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1495          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1496          * unbind is not in progress.
1497          */
1498         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1499                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1500                      atomic_read(&pool->nr_running));
1501 }
1502
1503 /**
1504  * worker_leave_idle - leave idle state
1505  * @worker: worker which is leaving idle state
1506  *
1507  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1508  *
1509  * LOCKING:
1510  * spin_lock_irq(pool->lock).
1511  */
1512 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1513 {
1514         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1515
1516         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1517                 return;
1518         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1519         pool->nr_idle--;
1520         list_del_init(&worker->entry);
1521 }
1522
1523 /**
1524  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1525  * @pool: target worker_pool
1526  *
1527  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1528  *
1529  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1530  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1531  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1532  * guaranteed to execute on the cpu.
1533  *
1534  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1535  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1536  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1537  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1538  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1539  * [dis]associated in the meantime.
1540  *
1541  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1542  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1543  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1544  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1545  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1546  *
1547  * CONTEXT:
1548  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1549  * held.
1550  *
1551  * RETURNS:
1552  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1553  * bound), %false if offline.
1554  */
1555 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1556 __acquires(&pool->lock)
1557 {
1558         while (true) {
1559                 /*
1560                  * The following call may fail, succeed or succeed
1561                  * without actually migrating the task to the cpu if
1562                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1563                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1564                  */
1565                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1566                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1567
1568                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1569                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1570                         return false;
1571                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1572                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1573                         return true;
1574                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1575
1576                 /*
1577                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1578                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1579                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1580                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1581                  */
1582                 cpu_relax();
1583                 cond_resched();
1584         }
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Rebind an idle @worker to its CPU.  worker_thread() will test
1589  * list_empty(@worker->entry) before leaving idle and call this function.
1590  */
1591 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1592 {
1593         /* CPU may go down again inbetween, clear UNBOUND only on success */
1594         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker->pool))
1595                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1596
1597         /* rebind complete, become available again */
1598         list_add(&worker->entry, &worker->pool->idle_list);
1599         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1604  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1605  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1606  * executed twice without intervening cpu down.
1607  */
1608 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1609 {
1610         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1611
1612         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker->pool))
1613                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1614
1615         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1616 }
1617
1618 /**
1619  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
1620  * @pool: pool of interest
1621  *
1622  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1623  * is different for idle and busy ones.
1624  *
1625  * Idle ones will be removed from the idle_list and woken up.  They will
1626  * add themselves back after completing rebind.  This ensures that the
1627  * idle_list doesn't contain any unbound workers when re-bound busy workers
1628  * try to perform local wake-ups for concurrency management.
1629  *
1630  * Busy workers can rebind after they finish their current work items.
1631  * Queueing the rebind work item at the head of the scheduled list is
1632  * enough.  Note that nr_running will be properly bumped as busy workers
1633  * rebind.
1634  *
1635  * On return, all non-manager workers are scheduled for rebind - see
1636  * manage_workers() for the manager special case.  Any idle worker
1637  * including the manager will not appear on @idle_list until rebind is
1638  * complete, making local wake-ups safe.
1639  */
1640 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
1641 {
1642         struct worker *worker, *n;
1643         int i;
1644
1645         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1646         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1647
1648         /* dequeue and kick idle ones */
1649         list_for_each_entry_safe(worker, n, &pool->idle_list, entry) {
1650                 /*
1651                  * idle workers should be off @pool->idle_list until rebind
1652                  * is complete to avoid receiving premature local wake-ups.
1653                  */
1654                 list_del_init(&worker->entry);
1655
1656                 /*
1657                  * worker_thread() will see the above dequeuing and call
1658                  * idle_worker_rebind().
1659                  */
1660                 wake_up_process(worker->task);
1661         }
1662
1663         /* rebind busy workers */
1664         for_each_busy_worker(worker, i, pool) {
1665                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1666                 struct workqueue_struct *wq;
1667
1668                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1669                                      work_data_bits(rebind_work)))
1670                         continue;
1671
1672                 debug_work_activate(rebind_work);
1673
1674                 /*
1675                  * wq doesn't really matter but let's keep @worker->pool
1676                  * and @pwq->pool consistent for sanity.
1677                  */
1678                 if (worker->pool->attrs->nice < 0)
1679                         wq = system_highpri_wq;
1680                 else
1681                         wq = system_wq;
1682
1683                 insert_work(per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, pool->cpu), rebind_work,
1684                             worker->scheduled.next,
1685                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1686         }
1687 }
1688
1689 static struct worker *alloc_worker(void)
1690 {
1691         struct worker *worker;
1692
1693         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1694         if (worker) {
1695                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1696                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1697                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1698                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1699                 worker->flags = WORKER_PREP;
1700         }
1701         return worker;
1702 }
1703
1704 /**
1705  * create_worker - create a new workqueue worker
1706  * @pool: pool the new worker will belong to
1707  *
1708  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1709  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1710  * destroy_worker().
1711  *
1712  * CONTEXT:
1713  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1714  *
1715  * RETURNS:
1716  * Pointer to the newly created worker.
1717  */
1718 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1719 {
1720         const char *pri = pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "";
1721         struct worker *worker = NULL;
1722         int id = -1;
1723
1724         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1725
1726         spin_lock_irq(&pool->lock);
1727         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1728                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1729                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1730                         goto fail;
1731                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1732         }
1733         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1734
1735         worker = alloc_worker();
1736         if (!worker)
1737                 goto fail;
1738
1739         worker->pool = pool;
1740         worker->id = id;
1741
1742         if (pool->cpu >= 0)
1743                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1744                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1745                                         "kworker/%d:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1746         else
1747                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1748                                               "kworker/u%d:%d%s",
1749                                               pool->id, id, pri);
1750         if (IS_ERR(worker->task))
1751                 goto fail;
1752
1753         /*
1754          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1755          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1756          */
1757         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1758         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1759
1760         /*
1761          * %PF_THREAD_BOUND is used to prevent userland from meddling with
1762          * cpumask of workqueue workers.  This is an abuse.  We need
1763          * %PF_NO_SETAFFINITY.
1764          */
1765         worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1766
1767         /*
1768          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1769          * remains stable across this function.  See the comments above the
1770          * flag definition for details.
1771          */
1772         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1773                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1774
1775         return worker;
1776 fail:
1777         if (id >= 0) {
1778                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1779                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1780                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1781         }
1782         kfree(worker);
1783         return NULL;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * start_worker - start a newly created worker
1788  * @worker: worker to start
1789  *
1790  * Make the pool aware of @worker and start it.
1791  *
1792  * CONTEXT:
1793  * spin_lock_irq(pool->lock).
1794  */
1795 static void start_worker(struct worker *worker)
1796 {
1797         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1798         worker->pool->nr_workers++;
1799         worker_enter_idle(worker);
1800         wake_up_process(worker->task);
1801 }
1802
1803 /**
1804  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1805  * @pool: the target pool
1806  *
1807  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1808  */
1809 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1810 {
1811         struct worker *worker;
1812
1813         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1814
1815         worker = create_worker(pool);
1816         if (worker) {
1817                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1818                 start_worker(worker);
1819                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1820         }
1821
1822         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1823
1824         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1825 }
1826
1827 /**
1828  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1829  * @worker: worker to be destroyed
1830  *
1831  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1832  *
1833  * CONTEXT:
1834  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1835  */
1836 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1837 {
1838         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1839         int id = worker->id;
1840
1841         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1842         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1843
1844         /* sanity check frenzy */
1845         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1846             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1847                 return;
1848
1849         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1850                 pool->nr_workers--;
1851         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1852                 pool->nr_idle--;
1853
1854         list_del_init(&worker->entry);
1855         worker->flags |= WORKER_DIE;
1856
1857         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1858
1859         kthread_stop(worker->task);
1860         kfree(worker);
1861
1862         spin_lock_irq(&pool->lock);
1863         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1864 }
1865
1866 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1867 {
1868         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1869
1870         spin_lock_irq(&pool->lock);
1871
1872         if (too_many_workers(pool)) {
1873                 struct worker *worker;
1874                 unsigned long expires;
1875
1876                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1877                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1878                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1879
1880                 if (time_before(jiffies, expires))
1881                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1882                 else {
1883                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1884                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1885                         wake_up_worker(pool);
1886                 }
1887         }
1888
1889         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1890 }
1891
1892 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1893 {
1894         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1895         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1896
1897         lockdep_assert_held(&workqueue_lock);
1898
1899         if (!wq->rescuer)
1900                 return;
1901
1902         /* mayday mayday mayday */
1903         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1904                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1905                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1906         }
1907 }
1908
1909 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1910 {
1911         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1912         struct work_struct *work;
1913
1914         spin_lock_irq(&workqueue_lock);         /* for wq->maydays */
1915         spin_lock(&pool->lock);
1916
1917         if (need_to_create_worker(pool)) {
1918                 /*
1919                  * We've been trying to create a new worker but
1920                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1921                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1922                  * rescuers.
1923                  */
1924                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1925                         send_mayday(work);
1926         }
1927
1928         spin_unlock(&pool->lock);
1929         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
1930
1931         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1932 }
1933
1934 /**
1935  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1936  * @pool: pool to create a new worker for
1937  *
1938  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1939  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1940  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1941  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1942  * possible allocation deadlock.
1943  *
1944  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1945  * may_start_working() %true.
1946  *
1947  * LOCKING:
1948  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1949  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1950  * manager.
1951  *
1952  * RETURNS:
1953  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1954  * otherwise.
1955  */
1956 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1957 __releases(&pool->lock)
1958 __acquires(&pool->lock)
1959 {
1960         if (!need_to_create_worker(pool))
1961                 return false;
1962 restart:
1963         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1964
1965         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1966         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1967
1968         while (true) {
1969                 struct worker *worker;
1970
1971                 worker = create_worker(pool);
1972                 if (worker) {
1973                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1974                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1975                         start_worker(worker);
1976                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1977                                 goto restart;
1978                         return true;
1979                 }
1980
1981                 if (!need_to_create_worker(pool))
1982                         break;
1983
1984                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1985                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1986
1987                 if (!need_to_create_worker(pool))
1988                         break;
1989         }
1990
1991         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1992         spin_lock_irq(&pool->lock);
1993         if (need_to_create_worker(pool))
1994                 goto restart;
1995         return true;
1996 }
1997
1998 /**
1999  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
2000  * @pool: pool to destroy workers for
2001  *
2002  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2003  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2004  *
2005  * LOCKING:
2006  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2007  * multiple times.  Called only from manager.
2008  *
2009  * RETURNS:
2010  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2011  * otherwise.
2012  */
2013 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2014 {
2015         bool ret = false;
2016
2017         while (too_many_workers(pool)) {
2018                 struct worker *worker;
2019                 unsigned long expires;
2020
2021                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2022                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2023
2024                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2025                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2026                         break;
2027                 }
2028
2029                 destroy_worker(worker);
2030                 ret = true;
2031         }
2032
2033         return ret;
2034 }
2035
2036 /**
2037  * manage_workers - manage worker pool
2038  * @worker: self
2039  *
2040  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2041  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2042  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2043  *
2044  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2045  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2046  * and may_start_working() is true.
2047  *
2048  * CONTEXT:
2049  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2050  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2051  *
2052  * RETURNS:
2053  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2054  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2055  */
2056 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2057 {
2058         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2059         bool ret = false;
2060
2061         /*
2062          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2063          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2064          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2065          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2066          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2067          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2068          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2069          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2070          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2071          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2072          *
2073          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2074          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2075          * of management operations, including creation and destruction of
2076          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2077          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2078          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2079          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2080          * manager_mutex.
2081          */
2082         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2083                 return ret;
2084
2085         /*
2086          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2087          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2088          */
2089         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2090                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2091                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2092                 /*
2093                  * CPU hotplug could have happened while we were waiting
2094                  * for assoc_mutex.  Hotplug itself can't handle us
2095                  * because manager isn't either on idle or busy list, and
2096                  * @pool's state and ours could have deviated.
2097                  *
2098                  * As hotplug is now excluded via manager_mutex, we can
2099                  * simply try to bind.  It will succeed or fail depending
2100                  * on @pool's current state.  Try it and adjust
2101                  * %WORKER_UNBOUND accordingly.
2102                  */
2103                 if (worker_maybe_bind_and_lock(pool))
2104                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
2105                 else
2106                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
2107
2108                 ret = true;
2109         }
2110
2111         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2112
2113         /*
2114          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2115          * on return.
2116          */
2117         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2118         ret |= maybe_create_worker(pool);
2119
2120         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2121         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 /**
2126  * process_one_work - process single work
2127  * @worker: self
2128  * @work: work to process
2129  *
2130  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2131  * process a single work including synchronization against and
2132  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2133  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2134  * call this function to process a work.
2135  *
2136  * CONTEXT:
2137  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2138  */
2139 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2140 __releases(&pool->lock)
2141 __acquires(&pool->lock)
2142 {
2143         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2144         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2145         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2146         int work_color;
2147         struct worker *collision;
2148 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2149         /*
2150          * It is permissible to free the struct work_struct from
2151          * inside the function that is called from it, this we need to
2152          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2153          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2154          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2155          */
2156         struct lockdep_map lockdep_map;
2157
2158         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2159 #endif
2160         /*
2161          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2162          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2163          * unbound or a disassociated pool.
2164          */
2165         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2166                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2167                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2168
2169         /*
2170          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2171          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2172          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2173          * currently executing one.
2174          */
2175         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2176         if (unlikely(collision)) {
2177                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2178                 return;
2179         }
2180
2181         /* claim and dequeue */
2182         debug_work_deactivate(work);
2183         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2184         worker->current_work = work;
2185         worker->current_func = work->func;
2186         worker->current_pwq = pwq;
2187         work_color = get_work_color(work);
2188
2189         list_del_init(&work->entry);
2190
2191         /*
2192          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2193          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2194          */
2195         if (unlikely(cpu_intensive))
2196                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2197
2198         /*
2199          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2200          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2201          */
2202         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2203                 wake_up_worker(pool);
2204
2205         /*
2206          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2207          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2208          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2209          * disabled.
2210          */
2211         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2212
2213         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2214
2215         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2216         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2217         trace_workqueue_execute_start(work);
2218         worker->current_func(work);
2219         /*
2220          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2221          * point will only record its address.
2222          */
2223         trace_workqueue_execute_end(work);
2224         lock_map_release(&lockdep_map);
2225         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2226
2227         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2228                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2229                        "     last function: %pf\n",
2230                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2231                        worker->current_func);
2232                 debug_show_held_locks(current);
2233                 dump_stack();
2234         }
2235
2236         spin_lock_irq(&pool->lock);
2237
2238         /* clear cpu intensive status */
2239         if (unlikely(cpu_intensive))
2240                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2241
2242         /* we're done with it, release */
2243         hash_del(&worker->hentry);
2244         worker->current_work = NULL;
2245         worker->current_func = NULL;
2246         worker->current_pwq = NULL;
2247         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2248 }
2249
2250 /**
2251  * process_scheduled_works - process scheduled works
2252  * @worker: self
2253  *
2254  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2255  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2256  * fetches a work from the top and executes it.
2257  *
2258  * CONTEXT:
2259  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2260  * multiple times.
2261  */
2262 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2263 {
2264         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2265                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2266                                                 struct work_struct, entry);
2267                 process_one_work(worker, work);
2268         }
2269 }
2270
2271 /**
2272  * worker_thread - the worker thread function
2273  * @__worker: self
2274  *
2275  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2276  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2277  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2278  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2279  * will be explained in rescuer_thread().
2280  */
2281 static int worker_thread(void *__worker)
2282 {
2283         struct worker *worker = __worker;
2284         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2285
2286         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2287         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2288 woke_up:
2289         spin_lock_irq(&pool->lock);
2290
2291         /* we are off idle list if destruction or rebind is requested */
2292         if (unlikely(list_empty(&worker->entry))) {
2293                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2294
2295                 /* if DIE is set, destruction is requested */
2296                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2297                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2298                         return 0;
2299                 }
2300
2301                 /* otherwise, rebind */
2302                 idle_worker_rebind(worker);
2303                 goto woke_up;
2304         }
2305
2306         worker_leave_idle(worker);
2307 recheck:
2308         /* no more worker necessary? */
2309         if (!need_more_worker(pool))
2310                 goto sleep;
2311
2312         /* do we need to manage? */
2313         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2314                 goto recheck;
2315
2316         /*
2317          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2318          * preparing to process a work or actually processing it.
2319          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2320          */
2321         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2322
2323         /*
2324          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2325          * at least one idle worker or that someone else has already
2326          * assumed the manager role.
2327          */
2328         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2329
2330         do {
2331                 struct work_struct *work =
2332                         list_first_entry(&pool->worklist,
2333                                          struct work_struct, entry);
2334
2335                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2336                         /* optimization path, not strictly necessary */
2337                         process_one_work(worker, work);
2338                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2339                                 process_scheduled_works(worker);
2340                 } else {
2341                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2342                         process_scheduled_works(worker);
2343                 }
2344         } while (keep_working(pool));
2345
2346         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2347 sleep:
2348         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2349                 goto recheck;
2350
2351         /*
2352          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2353          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2354          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2355          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2356          * event.
2357          */
2358         worker_enter_idle(worker);
2359         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2360         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2361         schedule();
2362         goto woke_up;
2363 }
2364
2365 /**
2366  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2367  * @__rescuer: self
2368  *
2369  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2370  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2371  *
2372  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2373  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2374  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2375  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2376  * the problem rescuer solves.
2377  *
2378  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2379  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2380  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2381  *
2382  * This should happen rarely.
2383  */
2384 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2385 {
2386         struct worker *rescuer = __rescuer;
2387         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2388         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2389
2390         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2391
2392         /*
2393          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2394          * doesn't participate in concurrency management.
2395          */
2396         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2397 repeat:
2398         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2399
2400         if (kthread_should_stop()) {
2401                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2402                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2403                 return 0;
2404         }
2405
2406         /* see whether any pwq is asking for help */
2407         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
2408
2409         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2410                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2411                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2412                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2413                 struct work_struct *work, *n;
2414
2415                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2416                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2417
2418                 spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
2419
2420                 /* migrate to the target cpu if possible */
2421                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2422                 rescuer->pool = pool;
2423
2424                 /*
2425                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2426                  * process'em.
2427                  */
2428                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2429                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2430                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2431                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2432
2433                 process_scheduled_works(rescuer);
2434
2435                 /*
2436                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2437                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2438                  * and stalling the execution.
2439                  */
2440                 if (keep_working(pool))
2441                         wake_up_worker(pool);
2442
2443                 rescuer->pool = NULL;
2444                 spin_unlock(&pool->lock);
2445                 spin_lock(&workqueue_lock);
2446         }
2447
2448         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
2449
2450         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2451         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2452         schedule();
2453         goto repeat;
2454 }
2455
2456 struct wq_barrier {
2457         struct work_struct      work;
2458         struct completion       done;
2459 };
2460
2461 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2462 {
2463         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2464         complete(&barr->done);
2465 }
2466
2467 /**
2468  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2469  * @pwq: pwq to insert barrier into
2470  * @barr: wq_barrier to insert
2471  * @target: target work to attach @barr to
2472  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2473  *
2474  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2475  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2476  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2477  * cpu.
2478  *
2479  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2480  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2481  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2482  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2483  * after a work with LINKED flag set.
2484  *
2485  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2486  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2487  *
2488  * CONTEXT:
2489  * spin_lock_irq(pool->lock).
2490  */
2491 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2492                               struct wq_barrier *barr,
2493                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2494 {
2495         struct list_head *head;
2496         unsigned int linked = 0;
2497
2498         /*
2499          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2500          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2501          * checks and call back into the fixup functions where we
2502          * might deadlock.
2503          */
2504         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2505         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2506         init_completion(&barr->done);
2507
2508         /*
2509          * If @target is currently being executed, schedule the
2510          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2511          */
2512         if (worker)
2513                 head = worker->scheduled.next;
2514         else {
2515                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2516
2517                 head = target->entry.next;
2518                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2519                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2520                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2521         }
2522
2523         debug_work_activate(&barr->work);
2524         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2525                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2526 }
2527
2528 /**
2529  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2530  * @wq: workqueue being flushed
2531  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2532  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2533  *
2534  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2535  *
2536  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2537  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2538  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2539  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2540  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2541  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2542  *
2543  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2544  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2545  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2546  * is returned.
2547  *
2548  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2549  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2550  * advanced to @work_color.
2551  *
2552  * CONTEXT:
2553  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2554  *
2555  * RETURNS:
2556  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2557  * otherwise.
2558  */
2559 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2560                                       int flush_color, int work_color)
2561 {
2562         bool wait = false;
2563         struct pool_workqueue *pwq;
2564
2565         if (flush_color >= 0) {
2566                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2567                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2568         }
2569
2570         local_irq_disable();
2571
2572         for_each_pwq(pwq, wq) {
2573                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2574
2575                 spin_lock(&pool->lock);
2576
2577                 if (flush_color >= 0) {
2578                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2579
2580                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2581                                 pwq->flush_color = flush_color;
2582                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2583                                 wait = true;
2584                         }
2585                 }
2586
2587                 if (work_color >= 0) {
2588                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2589                         pwq->work_color = work_color;
2590                 }
2591
2592                 spin_unlock(&pool->lock);
2593         }
2594
2595         local_irq_enable();
2596
2597         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2598                 complete(&wq->first_flusher->done);
2599
2600         return wait;
2601 }
2602
2603 /**
2604  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2605  * @wq: workqueue to flush
2606  *
2607  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2608  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2609  */
2610 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2611 {
2612         struct wq_flusher this_flusher = {
2613                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2614                 .flush_color = -1,
2615                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2616         };
2617         int next_color;
2618
2619         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2620         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2621
2622         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2623
2624         /*
2625          * Start-to-wait phase
2626          */
2627         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2628
2629         if (next_color != wq->flush_color) {
2630                 /*
2631                  * Color space is not full.  The current work_color
2632                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2633                  * by one.
2634                  */
2635                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2636                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2637                 wq->work_color = next_color;
2638
2639                 if (!wq->first_flusher) {
2640                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2641                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2642
2643                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2644
2645                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2646                                                        wq->work_color)) {
2647                                 /* nothing to flush, done */
2648                                 wq->flush_color = next_color;
2649                                 wq->first_flusher = NULL;
2650                                 goto out_unlock;
2651                         }
2652                 } else {
2653                         /* wait in queue */
2654                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2655                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2656                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2657                 }
2658         } else {
2659                 /*
2660                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2661                  * The next flush completion will assign us
2662                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2663                  */
2664                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2665         }
2666
2667         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2668
2669         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2670
2671         /*
2672          * Wake-up-and-cascade phase
2673          *
2674          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2675          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2676          */
2677         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2678                 return;
2679
2680         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2681
2682         /* we might have raced, check again with mutex held */
2683         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2684                 goto out_unlock;
2685
2686         wq->first_flusher = NULL;
2687
2688         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2689         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2690
2691         while (true) {
2692                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2693
2694                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2695                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2696                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2697                                 break;
2698                         list_del_init(&next->list);
2699                         complete(&next->done);
2700                 }
2701
2702                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2703                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2704
2705                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2706                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2707
2708                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2709                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2710                         /*
2711                          * Assign the same color to all overflowed
2712                          * flushers, advance work_color and append to
2713                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2714                          * phase for these overflowed flushers.
2715                          */
2716                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2717                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2718
2719                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2720
2721                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2722                                               &wq->flusher_queue);
2723                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2724                 }
2725
2726                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2727                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2728                         break;
2729                 }
2730
2731                 /*
2732                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2733                  * the new first flusher and arm pwqs.
2734                  */
2735                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2736                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2737
2738                 list_del_init(&next->list);
2739                 wq->first_flusher = next;
2740
2741                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2742                         break;
2743
2744                 /*
2745                  * Meh... this color is already done, clear first
2746                  * flusher and repeat cascading.
2747                  */
2748                 wq->first_flusher = NULL;
2749         }
2750
2751 out_unlock:
2752         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2753 }
2754 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2755
2756 /**
2757  * drain_workqueue - drain a workqueue
2758  * @wq: workqueue to drain
2759  *
2760  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2761  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2762  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2763  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2764  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2765  * takes too long.
2766  */
2767 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2768 {
2769         unsigned int flush_cnt = 0;
2770         struct pool_workqueue *pwq;
2771
2772         /*
2773          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2774          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2775          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2776          */
2777         mutex_lock(&wq_mutex);
2778         if (!wq->nr_drainers++)
2779                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2780         mutex_unlock(&wq_mutex);
2781 reflush:
2782         flush_workqueue(wq);
2783
2784         local_irq_disable();
2785
2786         for_each_pwq(pwq, wq) {
2787                 bool drained;
2788
2789                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
2790                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2791                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
2792
2793                 if (drained)
2794                         continue;
2795
2796                 if (++flush_cnt == 10 ||
2797                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2798                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2799                                 wq->name, flush_cnt);
2800
2801                 local_irq_enable();
2802                 goto reflush;
2803         }
2804
2805         local_irq_enable();
2806
2807         mutex_lock(&wq_mutex);
2808         if (!--wq->nr_drainers)
2809                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2810         mutex_unlock(&wq_mutex);
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2813
2814 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2815 {
2816         struct worker *worker = NULL;
2817         struct worker_pool *pool;
2818         struct pool_workqueue *pwq;
2819
2820         might_sleep();
2821
2822         local_irq_disable();
2823         pool = get_work_pool(work);
2824         if (!pool) {
2825                 local_irq_enable();
2826                 return false;
2827         }
2828
2829         spin_lock(&pool->lock);
2830         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2831         pwq = get_work_pwq(work);
2832         if (pwq) {
2833                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2834                         goto already_gone;
2835         } else {
2836                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2837                 if (!worker)
2838                         goto already_gone;
2839                 pwq = worker->current_pwq;
2840         }
2841
2842         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2843         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2844
2845         /*
2846          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2847          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2848          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2849          * access.
2850          */
2851         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2852                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2853         else
2854                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2855         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2856
2857         return true;
2858 already_gone:
2859         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2860         return false;
2861 }
2862
2863 /**
2864  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2865  * @work: the work to flush
2866  *
2867  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2868  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2869  *
2870  * RETURNS:
2871  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2872  * %false if it was already idle.
2873  */
2874 bool flush_work(struct work_struct *work)
2875 {
2876         struct wq_barrier barr;
2877
2878         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2879         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2880
2881         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2882                 wait_for_completion(&barr.done);
2883                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2884                 return true;
2885         } else {
2886                 return false;
2887         }
2888 }
2889 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2890
2891 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2892 {
2893         unsigned long flags;
2894         int ret;
2895
2896         do {
2897                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2898                 /*
2899                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2900                  * would be waiting for before retrying.
2901                  */
2902                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2903                         flush_work(work);
2904         } while (unlikely(ret < 0));
2905
2906         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2907         mark_work_canceling(work);
2908         local_irq_restore(flags);
2909
2910         flush_work(work);
2911         clear_work_data(work);
2912         return ret;
2913 }
2914
2915 /**
2916  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2917  * @work: the work to cancel
2918  *
2919  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2920  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2921  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2922  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2923  *
2924  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2925  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2926  *
2927  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2928  * queued can't be destroyed before this function returns.
2929  *
2930  * RETURNS:
2931  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2932  */
2933 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2934 {
2935         return __cancel_work_timer(work, false);
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2938
2939 /**
2940  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2941  * @dwork: the delayed work to flush
2942  *
2943  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2944  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2945  * considers the last queueing instance of @dwork.
2946  *
2947  * RETURNS:
2948  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2949  * %false if it was already idle.
2950  */
2951 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2952 {
2953         local_irq_disable();
2954         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2955                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2956         local_irq_enable();
2957         return flush_work(&dwork->work);
2958 }
2959 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2960
2961 /**
2962  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2963  * @dwork: delayed_work to cancel
2964  *
2965  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2966  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2967  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2968  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2969  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2970  *
2971  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2972  */
2973 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2974 {
2975         unsigned long flags;
2976         int ret;
2977
2978         do {
2979                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2980         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2981
2982         if (unlikely(ret < 0))
2983                 return false;
2984
2985         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2986                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2987         local_irq_restore(flags);
2988         return ret;
2989 }
2990 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2991
2992 /**
2993  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2994  * @dwork: the delayed work cancel
2995  *
2996  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2997  *
2998  * RETURNS:
2999  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3000  */
3001 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3002 {
3003         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3004 }
3005 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3006
3007 /**
3008  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3009  * @func: the function to call
3010  *
3011  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3012  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3013  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3014  *
3015  * RETURNS:
3016  * 0 on success, -errno on failure.
3017  */
3018 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3019 {
3020         int cpu;
3021         struct work_struct __percpu *works;
3022
3023         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3024         if (!works)
3025                 return -ENOMEM;
3026
3027         get_online_cpus();
3028
3029         for_each_online_cpu(cpu) {
3030                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3031
3032                 INIT_WORK(work, func);
3033                 schedule_work_on(cpu, work);
3034         }
3035
3036         for_each_online_cpu(cpu)
3037                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3038
3039         put_online_cpus();
3040         free_percpu(works);
3041         return 0;
3042 }
3043
3044 /**
3045  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3046  *
3047  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3048  * completion.
3049  *
3050  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3051  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3052  * will lead to deadlock:
3053  *
3054  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3055  *      a lock held by your code or its caller.
3056  *
3057  *      Your code is running in the context of a work routine.
3058  *
3059  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3060  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3061  * what locks they need, which you have no control over.
3062  *
3063  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3064  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3065  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3066  * cancel_work_sync() instead.
3067  */
3068 void flush_scheduled_work(void)
3069 {
3070         flush_workqueue(system_wq);
3071 }
3072 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3073
3074 /**
3075  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3076  * @fn:         the function to execute
3077  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3078  *              be available when the work executes)
3079  *
3080  * Executes the function immediately if process context is available,
3081  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3082  *
3083  * Returns:     0 - function was executed
3084  *              1 - function was scheduled for execution
3085  */
3086 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3087 {
3088         if (!in_interrupt()) {
3089                 fn(&ew->work);
3090                 return 0;
3091         }
3092
3093         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3094         schedule_work(&ew->work);
3095
3096         return 1;
3097 }
3098 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3099
3100 #ifdef CONFIG_SYSFS
3101 /*
3102  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3103  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3104  * following attributes.
3105  *
3106  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3107  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3108  *
3109  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3110  *
3111  *  id          RO int  : the associated pool ID
3112  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3113  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3114  */
3115 struct wq_device {
3116         struct workqueue_struct         *wq;
3117         struct device                   dev;
3118 };
3119
3120 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3121 {
3122         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3123
3124         return wq_dev->wq;
3125 }
3126
3127 static ssize_t wq_per_cpu_show(struct device *dev,
3128                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3129 {
3130         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3131
3132         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3133 }
3134
3135 static ssize_t wq_max_active_show(struct device *dev,
3136                                   struct device_attribute *attr, char *buf)
3137 {
3138         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3139
3140         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3141 }
3142
3143 static ssize_t wq_max_active_store(struct device *dev,
3144                                    struct device_attribute *attr,
3145                                    const char *buf, size_t count)
3146 {
3147         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3148         int val;
3149
3150         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3151                 return -EINVAL;
3152
3153         workqueue_set_max_active(wq, val);
3154         return count;
3155 }
3156
3157 static struct device_attribute wq_sysfs_attrs[] = {
3158         __ATTR(per_cpu, 0444, wq_per_cpu_show, NULL),
3159         __ATTR(max_active, 0644, wq_max_active_show, wq_max_active_store),
3160         __ATTR_NULL,
3161 };
3162
3163 static ssize_t wq_pool_id_show(struct device *dev,
3164                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3165 {
3166         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3167         struct worker_pool *pool;
3168         int written;
3169
3170         rcu_read_lock_sched();
3171         pool = first_pwq(wq)->pool;
3172         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", pool->id);
3173         rcu_read_unlock_sched();
3174
3175         return written;
3176 }
3177
3178 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3179                             char *buf)
3180 {
3181         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3182         int written;
3183
3184         rcu_read_lock_sched();
3185         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3186                             first_pwq(wq)->pool->attrs->nice);
3187         rcu_read_unlock_sched();
3188
3189         return written;
3190 }
3191
3192 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3193 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3194 {
3195         struct workqueue_attrs *attrs;
3196
3197         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3198         if (!attrs)
3199                 return NULL;
3200
3201         rcu_read_lock_sched();
3202         copy_workqueue_attrs(attrs, first_pwq(wq)->pool->attrs);
3203         rcu_read_unlock_sched();
3204         return attrs;
3205 }
3206
3207 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3208                              const char *buf, size_t count)
3209 {
3210         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3211         struct workqueue_attrs *attrs;
3212         int ret;
3213
3214         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3215         if (!attrs)
3216                 return -ENOMEM;
3217
3218         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3219             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3220                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3221         else
3222                 ret = -EINVAL;
3223
3224         free_workqueue_attrs(attrs);
3225         return ret ?: count;
3226 }
3227
3228 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3229                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3230 {
3231         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3232         int written;
3233
3234         rcu_read_lock_sched();
3235         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE,
3236                                     first_pwq(wq)->pool->attrs->cpumask);
3237         rcu_read_unlock_sched();
3238
3239         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3240         return written;
3241 }
3242
3243 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3244                                 struct device_attribute *attr,
3245                                 const char *buf, size_t count)
3246 {
3247         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3248         struct workqueue_attrs *attrs;
3249         int ret;
3250
3251         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3252         if (!attrs)
3253                 return -ENOMEM;
3254
3255         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3256         if (!ret)
3257                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3258
3259         free_workqueue_attrs(attrs);
3260         return ret ?: count;
3261 }
3262
3263 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3264         __ATTR(pool_id, 0444, wq_pool_id_show, NULL),
3265         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3266         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3267         __ATTR_NULL,
3268 };
3269
3270 static struct bus_type wq_subsys = {
3271         .name                           = "workqueue",
3272         .dev_attrs                      = wq_sysfs_attrs,
3273 };
3274
3275 static int __init wq_sysfs_init(void)
3276 {
3277         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3278 }
3279 core_initcall(wq_sysfs_init);
3280
3281 static void wq_device_release(struct device *dev)
3282 {
3283         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3284
3285         kfree(wq_dev);
3286 }
3287
3288 /**
3289  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3290  * @wq: the workqueue to register
3291  *
3292  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3293  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3294  * which is the preferred method.
3295  *
3296  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3297  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3298  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3299  * attributes.
3300  *
3301  * Returns 0 on success, -errno on failure.
3302  */
3303 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3304 {
3305         struct wq_device *wq_dev;
3306         int ret;
3307
3308         /*
3309          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3310          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3311          * workqueues.
3312          */
3313         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3314                 return -EINVAL;
3315
3316         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3317         if (!wq_dev)
3318                 return -ENOMEM;
3319
3320         wq_dev->wq = wq;
3321         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3322         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3323         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3324
3325         /*
3326          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3327          * everything is ready.
3328          */
3329         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3330
3331         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3332         if (ret) {
3333                 kfree(wq_dev);
3334                 wq->wq_dev = NULL;
3335                 return ret;
3336         }
3337
3338         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3339                 struct device_attribute *attr;
3340
3341                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3342                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3343                         if (ret) {
3344                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3345                                 wq->wq_dev = NULL;
3346                                 return ret;
3347                         }
3348                 }
3349         }
3350
3351         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3352         return 0;
3353 }
3354
3355 /**
3356  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3357  * @wq: the workqueue to unregister
3358  *
3359  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3360  */
3361 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3362 {
3363         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3364
3365         if (!wq->wq_dev)
3366                 return;
3367
3368         wq->wq_dev = NULL;
3369         device_unregister(&wq_dev->dev);
3370 }
3371 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3372 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3373 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3374
3375 /**
3376  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3377  * @attrs: workqueue_attrs to free
3378  *
3379  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3380  */
3381 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3382 {
3383         if (attrs) {
3384                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3385                 kfree(attrs);
3386         }
3387 }
3388
3389 /**
3390  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3391  * @gfp_mask: allocation mask to use
3392  *
3393  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3394  * return it.  Returns NULL on failure.
3395  */
3396 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3397 {
3398         struct workqueue_attrs *attrs;
3399
3400         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3401         if (!attrs)
3402                 goto fail;
3403         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3404                 goto fail;
3405
3406         cpumask_setall(attrs->cpumask);
3407         return attrs;
3408 fail:
3409         free_workqueue_attrs(attrs);
3410         return NULL;
3411 }
3412
3413 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3414                                  const struct workqueue_attrs *from)
3415 {
3416         to->nice = from->nice;
3417         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3418 }
3419
3420 /*
3421  * Hacky implementation of jhash of bitmaps which only considers the
3422  * specified number of bits.  We probably want a proper implementation in
3423  * include/linux/jhash.h.
3424  */
3425 static u32 jhash_bitmap(const unsigned long *bitmap, int bits, u32 hash)
3426 {
3427         int nr_longs = bits / BITS_PER_LONG;
3428         int nr_leftover = bits % BITS_PER_LONG;
3429         unsigned long leftover = 0;
3430
3431         if (nr_longs)
3432                 hash = jhash(bitmap, nr_longs * sizeof(long), hash);
3433         if (nr_leftover) {
3434                 bitmap_copy(&leftover, bitmap + nr_longs, nr_leftover);
3435                 hash = jhash(&leftover, sizeof(long), hash);
3436         }
3437         return hash;
3438 }
3439
3440 /* hash value of the content of @attr */
3441 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3442 {
3443         u32 hash = 0;
3444
3445         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3446         hash = jhash_bitmap(cpumask_bits(attrs->cpumask), nr_cpu_ids, hash);
3447         return hash;
3448 }
3449
3450 /* content equality test */
3451 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3452                           const struct workqueue_attrs *b)
3453 {
3454         if (a->nice != b->nice)
3455                 return false;
3456         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3457                 return false;
3458         return true;
3459 }
3460
3461 /**
3462  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3463  * @pool: worker_pool to initialize
3464  *
3465  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3466  * Returns 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3467  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3468  * on @pool safely to release it.
3469  */
3470 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3471 {
3472         spin_lock_init(&pool->lock);
3473         pool->id = -1;
3474         pool->cpu = -1;
3475         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3476         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3477         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3478         hash_init(pool->busy_hash);
3479
3480         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3481         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3482         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3483
3484         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3485                     (unsigned long)pool);
3486
3487         mutex_init(&pool->manager_arb);
3488         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3489         ida_init(&pool->worker_ida);
3490
3491         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3492         pool->refcnt = 1;
3493
3494         /* shouldn't fail above this point */
3495         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3496         if (!pool->attrs)
3497                 return -ENOMEM;
3498         return 0;
3499 }
3500
3501 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3502 {
3503         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3504
3505         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3506         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3507         kfree(pool);
3508 }
3509
3510 /**
3511  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3512  * @pool: worker_pool to put
3513  *
3514  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3515  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3516  * and this function should be able to release pools which went through,
3517  * successfully or not, init_worker_pool().
3518  */
3519 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3520 {
3521         struct worker *worker;
3522
3523         mutex_lock(&wq_mutex);
3524         if (--pool->refcnt) {
3525                 mutex_unlock(&wq_mutex);
3526                 return;
3527         }
3528
3529         /* sanity checks */
3530         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3531             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist))) {
3532                 mutex_unlock(&wq_mutex);
3533                 return;
3534         }
3535
3536         /* release id and unhash */
3537         if (pool->id >= 0)
3538                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3539         hash_del(&pool->hash_node);
3540
3541         mutex_unlock(&wq_mutex);
3542
3543         /*
3544          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3545          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3546          * manager_mutex.
3547          */
3548         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3549         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3550         spin_lock_irq(&pool->lock);
3551
3552         while ((worker = first_worker(pool)))
3553                 destroy_worker(worker);
3554         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3555
3556         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3557         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3558         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3559
3560         /* shut down the timers */
3561         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3562         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3563
3564         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3565         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3566 }
3567
3568 /**
3569  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3570  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3571  *
3572  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3573  * reference count and return it.  If there already is a matching
3574  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3575  * create a new one.  On failure, returns NULL.
3576  */
3577 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3578 {
3579         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3580         struct worker_pool *pool;
3581
3582         mutex_lock(&wq_mutex);
3583
3584         /* do we already have a matching pool? */
3585         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3586                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3587                         pool->refcnt++;
3588                         goto out_unlock;
3589                 }
3590         }
3591
3592         /* nope, create a new one */
3593         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3594         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3595                 goto fail;
3596
3597         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3598         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3599
3600         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3601                 goto fail;
3602
3603         /* create and start the initial worker */
3604         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3605                 goto fail;
3606
3607         /* install */
3608         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3609 out_unlock:
3610         mutex_unlock(&wq_mutex);
3611         return pool;
3612 fail:
3613         mutex_unlock(&wq_mutex);
3614         if (pool)
3615                 put_unbound_pool(pool);
3616         return NULL;
3617 }
3618
3619 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3620 {
3621         kmem_cache_free(pwq_cache,
3622                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3627  * and needs to be destroyed.
3628  */
3629 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3630 {
3631         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3632                                                   unbound_release_work);
3633         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3634         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3635
3636         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3637                 return;
3638
3639         /*
3640          * Unlink @pwq.  Synchronization against flush_mutex isn't strictly
3641          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3642          * and consistent with the linking path.
3643          */
3644         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
3645         spin_lock_irq(&pwq_lock);
3646         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3647         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3648         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
3649
3650         put_unbound_pool(pool);
3651         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3652
3653         /*
3654          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3655          * is gonna access it anymore.  Free it.
3656          */
3657         if (list_empty(&wq->pwqs))
3658                 kfree(wq);
3659 }
3660
3661 /**
3662  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3663  * @pwq: target pool_workqueue
3664  *
3665  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3666  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3667  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3668  */
3669 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3670 {
3671         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3672         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3673
3674         /* for @wq->saved_max_active */
3675         lockdep_assert_held(&pwq_lock);
3676
3677         /* fast exit for non-freezable wqs */
3678         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3679                 return;
3680
3681         spin_lock(&pwq->pool->lock);
3682
3683         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3684                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3685
3686                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3687                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3688                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3689         } else {
3690                 pwq->max_active = 0;
3691         }
3692
3693         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
3694 }
3695
3696 static void init_and_link_pwq(struct pool_workqueue *pwq,
3697                               struct workqueue_struct *wq,
3698                               struct worker_pool *pool,
3699                               struct pool_workqueue **p_last_pwq)
3700 {
3701         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3702
3703         pwq->pool = pool;
3704         pwq->wq = wq;
3705         pwq->flush_color = -1;
3706         pwq->refcnt = 1;
3707         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3708         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3709         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3710
3711         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
3712         spin_lock_irq(&pwq_lock);
3713
3714         /*
3715          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3716          * flush_mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3717          */
3718         if (p_last_pwq)
3719                 *p_last_pwq = first_pwq(wq);
3720         pwq->work_color = wq->work_color;
3721
3722         /* sync max_active to the current setting */
3723         pwq_adjust_max_active(pwq);
3724
3725         /* link in @pwq */
3726         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3727
3728         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3729         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
3730 }
3731
3732 /**
3733  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3734  * @wq: the target workqueue
3735  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3736  *
3737  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  If @attrs doesn't match the
3738  * current attributes, a new pwq is created and made the first pwq which
3739  * will serve all new work items.  Older pwqs are released as in-flight
3740  * work items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues
3741  * itself back-to-back will stay on its current pwq.
3742  *
3743  * Performs GFP_KERNEL allocations.  Returns 0 on success and -errno on
3744  * failure.
3745  */
3746 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3747                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3748 {
3749         struct pool_workqueue *pwq, *last_pwq;
3750         struct worker_pool *pool;
3751
3752         /* only unbound workqueues can change attributes */
3753         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3754                 return -EINVAL;
3755
3756         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3757         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3758                 return -EINVAL;
3759
3760         pwq = kmem_cache_zalloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
3761         if (!pwq)
3762                 return -ENOMEM;
3763
3764         pool = get_unbound_pool(attrs);
3765         if (!pool) {
3766                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3767                 return -ENOMEM;
3768         }
3769
3770         init_and_link_pwq(pwq, wq, pool, &last_pwq);
3771         if (last_pwq) {
3772                 spin_lock_irq(&last_pwq->pool->lock);
3773                 put_pwq(last_pwq);
3774                 spin_unlock_irq(&last_pwq->pool->lock);
3775         }
3776
3777         return 0;
3778 }
3779
3780 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3781 {
3782         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
3783         int cpu;
3784
3785         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3786                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3787                 if (!wq->cpu_pwqs)
3788                         return -ENOMEM;
3789
3790                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3791                         struct pool_workqueue *pwq =
3792                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3793                         struct worker_pool *cpu_pools =
3794                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
3795
3796                         init_and_link_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri], NULL);
3797                 }
3798                 return 0;
3799         } else {
3800                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
3801         }
3802 }
3803
3804 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3805                                const char *name)
3806 {
3807         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3808
3809         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3810                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3811                         max_active, name, 1, lim);
3812
3813         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3814 }
3815
3816 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3817                                                unsigned int flags,
3818                                                int max_active,
3819                                                struct lock_class_key *key,
3820                                                const char *lock_name, ...)
3821 {
3822         va_list args, args1;
3823         struct workqueue_struct *wq;
3824         struct pool_workqueue *pwq;
3825         size_t namelen;
3826
3827         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3828         va_start(args, lock_name);
3829         va_copy(args1, args);
3830         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3831
3832         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3833         if (!wq)
3834                 return NULL;
3835
3836         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3837         va_end(args);
3838         va_end(args1);
3839
3840         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3841         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3842
3843         /* init wq */
3844         wq->flags = flags;
3845         wq->saved_max_active = max_active;
3846         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3847         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3848         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3849         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3850         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3851         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
3852
3853         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3854         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3855
3856         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
3857                 goto err_free_wq;
3858
3859         /*
3860          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3861          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3862          */
3863         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
3864                 struct worker *rescuer;
3865
3866                 rescuer = alloc_worker();
3867                 if (!rescuer)
3868                         goto err_destroy;
3869
3870                 rescuer->rescue_wq = wq;
3871                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3872                                                wq->name);
3873                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
3874                         kfree(rescuer);
3875                         goto err_destroy;
3876                 }
3877
3878                 wq->rescuer = rescuer;
3879                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3880                 wake_up_process(rescuer->task);
3881         }
3882
3883         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
3884                 goto err_destroy;
3885
3886         /*
3887          * wq_mutex protects global freeze state and workqueues list.  Grab
3888          * it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues list.
3889          */
3890         mutex_lock(&wq_mutex);
3891
3892         spin_lock_irq(&pwq_lock);
3893         for_each_pwq(pwq, wq)
3894                 pwq_adjust_max_active(pwq);
3895         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3896
3897         list_add(&wq->list, &workqueues);
3898
3899         mutex_unlock(&wq_mutex);
3900
3901         return wq;
3902
3903 err_free_wq:
3904         kfree(wq);
3905         return NULL;
3906 err_destroy:
3907         destroy_workqueue(wq);
3908         return NULL;
3909 }
3910 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3911
3912 /**
3913  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3914  * @wq: target workqueue
3915  *
3916  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3917  */
3918 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3919 {
3920         struct pool_workqueue *pwq;
3921
3922         /* drain it before proceeding with destruction */
3923         drain_workqueue(wq);
3924
3925         /* sanity checks */
3926         spin_lock_irq(&pwq_lock);
3927         for_each_pwq(pwq, wq) {
3928                 int i;
3929
3930                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
3931                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
3932                                 spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3933                                 return;
3934                         }
3935                 }
3936
3937                 if (WARN_ON(pwq->refcnt > 1) ||
3938                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
3939                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
3940                         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3941                         return;
3942                 }
3943         }
3944         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
3945
3946         /*
3947          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3948          * flushing is complete in case freeze races us.
3949          */
3950         mutex_lock(&wq_mutex);
3951         list_del_init(&wq->list);
3952         mutex_unlock(&wq_mutex);
3953
3954         workqueue_sysfs_unregister(wq);
3955
3956         if (wq->rescuer) {
3957                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3958                 kfree(wq->rescuer);
3959                 wq->rescuer = NULL;
3960         }
3961
3962         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3963                 /*
3964                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
3965                  * free the pwqs and wq.
3966                  */
3967                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3968                 kfree(wq);
3969         } else {
3970                 /*
3971                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
3972                  * access the first pwq and put the base ref.  As both pwqs
3973                  * and pools are sched-RCU protected, the lock operations
3974                  * are safe.  @wq will be freed when the last pwq is
3975                  * released.
3976                  */
3977                 pwq = list_first_entry(&wq->pwqs, struct pool_workqueue,
3978                                        pwqs_node);
3979                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3980                 put_pwq(pwq);
3981                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3982         }
3983 }
3984 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3985
3986 /**
3987  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3988  * @wq: target workqueue
3989  * @max_active: new max_active value.
3990  *
3991  * Set max_active of @wq to @max_active.
3992  *
3993  * CONTEXT:
3994  * Don't call from IRQ context.
3995  */
3996 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3997 {
3998         struct pool_workqueue *pwq;
3999
4000         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4001         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4002                 return;
4003
4004         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4005
4006         spin_lock_irq(&pwq_lock);
4007
4008         wq->saved_max_active = max_active;
4009
4010         for_each_pwq(pwq, wq)
4011                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4012
4013         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
4014 }
4015 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4016
4017 /**
4018  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4019  *
4020  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4021  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4022  */
4023 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4024 {
4025         struct worker *worker = current_wq_worker();
4026
4027         return worker && worker == worker->current_pwq->wq->rescuer;
4028 }
4029
4030 /**
4031  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4032  * @cpu: CPU in question
4033  * @wq: target workqueue
4034  *
4035  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4036  * no synchronization around this function and the test result is
4037  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4038  *
4039  * RETURNS:
4040  * %true if congested, %false otherwise.
4041  */
4042 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4043 {
4044         struct pool_workqueue *pwq;
4045         bool ret;
4046
4047         preempt_disable();
4048
4049         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4050                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4051         else
4052                 pwq = first_pwq(wq);
4053
4054         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4055         preempt_enable();
4056
4057         return ret;
4058 }
4059 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4060
4061 /**
4062  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4063  * @work: the work to be tested
4064  *
4065  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4066  * synchronization around this function and the test result is
4067  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4068  *
4069  * RETURNS:
4070  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4071  */
4072 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4073 {
4074         struct worker_pool *pool;
4075         unsigned long flags;
4076         unsigned int ret = 0;
4077
4078         if (work_pending(work))
4079                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4080
4081         local_irq_save(flags);
4082         pool = get_work_pool(work);
4083         if (pool) {
4084                 spin_lock(&pool->lock);
4085                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4086                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4087                 spin_unlock(&pool->lock);
4088         }
4089         local_irq_restore(flags);
4090
4091         return ret;
4092 }
4093 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4094
4095 /*
4096  * CPU hotplug.
4097  *
4098  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4099  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4100  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4101  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4102  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4103  * blocked draining impractical.
4104  *
4105  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4106  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4107  * cpu comes back online.
4108  */
4109
4110 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4111 {
4112         int cpu = smp_processor_id();
4113         struct worker_pool *pool;
4114         struct worker *worker;
4115         int i;
4116
4117         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4118                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4119
4120                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4121                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4122
4123                 /*
4124                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4125                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4126                  * except for the ones which are still executing works from
4127                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4128                  * this, they may become diasporas.
4129                  */
4130                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
4131                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4132
4133                 for_each_busy_worker(worker, i, pool)
4134                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4135
4136                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4137
4138                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4139                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4140         }
4141
4142         /*
4143          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
4144          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
4145          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
4146          */
4147         schedule();
4148
4149         /*
4150          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
4151          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
4152          * are always true as long as the worklist is not empty.  Pools on
4153          * @cpu now behave as unbound (in terms of concurrency management)
4154          * pools which are served by workers tied to the CPU.
4155          *
4156          * On return from this function, the current worker would trigger
4157          * unbound chain execution of pending work items if other workers
4158          * didn't already.
4159          */
4160         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)
4161                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4162 }
4163
4164 /*
4165  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4166  * This will be registered high priority CPU notifier.
4167  */
4168 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4169                                                unsigned long action,
4170                                                void *hcpu)
4171 {
4172         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4173         struct worker_pool *pool;
4174
4175         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4176         case CPU_UP_PREPARE:
4177                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4178                         if (pool->nr_workers)
4179                                 continue;
4180                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4181                                 return NOTIFY_BAD;
4182                 }
4183                 break;
4184
4185         case CPU_DOWN_FAILED:
4186         case CPU_ONLINE:
4187                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4188                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4189                         spin_lock_irq(&pool->lock);
4190
4191                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4192                         rebind_workers(pool);
4193
4194                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4195                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4196                 }
4197                 break;
4198         }
4199         return NOTIFY_OK;
4200 }
4201
4202 /*
4203  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4204  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4205  */
4206 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4207                                                  unsigned long action,
4208                                                  void *hcpu)
4209 {
4210         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4211         struct work_struct unbind_work;
4212
4213         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4214         case CPU_DOWN_PREPARE:
4215                 /* unbinding should happen on the local CPU */
4216                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4217                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4218                 flush_work(&unbind_work);
4219                 break;
4220         }
4221         return NOTIFY_OK;
4222 }
4223
4224 #ifdef CONFIG_SMP
4225
4226 struct work_for_cpu {
4227         struct work_struct work;
4228         long (*fn)(void *);
4229         void *arg;
4230         long ret;
4231 };
4232
4233 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4234 {
4235         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4236
4237         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4238 }
4239
4240 /**
4241  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4242  * @cpu: the cpu to run on
4243  * @fn: the function to run
4244  * @arg: the function arg
4245  *
4246  * This will return the value @fn returns.
4247  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4248  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4249  */
4250 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4251 {
4252         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4253
4254         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4255         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4256         flush_work(&wfc.work);
4257         return wfc.ret;
4258 }
4259 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4260 #endif /* CONFIG_SMP */
4261
4262 #ifdef CONFIG_FREEZER
4263
4264 /**
4265  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4266  *
4267  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4268  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4269  * pool->worklist.
4270  *
4271  * CONTEXT:
4272  * Grabs and releases wq_mutex, pwq_lock and pool->lock's.
4273  */
4274 void freeze_workqueues_begin(void)
4275 {
4276         struct worker_pool *pool;
4277         struct workqueue_struct *wq;
4278         struct pool_workqueue *pwq;
4279         int pi;
4280
4281         mutex_lock(&wq_mutex);
4282
4283         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4284         workqueue_freezing = true;
4285
4286         /* set FREEZING */
4287         for_each_pool(pool, pi) {
4288                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4289                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4290                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4291                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4292         }
4293
4294         /* suppress further executions by setting max_active to zero */
4295         spin_lock_irq(&pwq_lock);
4296         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4297                 for_each_pwq(pwq, wq)
4298                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4299         }
4300         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
4301
4302         mutex_unlock(&wq_mutex);
4303 }
4304
4305 /**
4306  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4307  *
4308  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4309  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4310  *
4311  * CONTEXT:
4312  * Grabs and releases wq_mutex.
4313  *
4314  * RETURNS:
4315  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4316  * is complete.
4317  */
4318 bool freeze_workqueues_busy(void)
4319 {
4320         bool busy = false;
4321         struct workqueue_struct *wq;
4322         struct pool_workqueue *pwq;
4323
4324         mutex_lock(&wq_mutex);
4325
4326         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4327
4328         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4329                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4330                         continue;
4331                 /*
4332                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4333                  * to peek without lock.
4334                  */
4335                 preempt_disable();
4336                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4337                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4338                         if (pwq->nr_active) {
4339                                 busy = true;
4340                                 preempt_enable();
4341                                 goto out_unlock;
4342                         }
4343                 }
4344                 preempt_enable();
4345         }
4346 out_unlock:
4347         mutex_unlock(&wq_mutex);
4348         return busy;
4349 }
4350
4351 /**
4352  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4353  *
4354  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4355  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4356  *
4357  * CONTEXT:
4358  * Grabs and releases wq_mutex, pwq_lock and pool->lock's.
4359  */
4360 void thaw_workqueues(void)
4361 {
4362         struct workqueue_struct *wq;
4363         struct pool_workqueue *pwq;
4364         struct worker_pool *pool;
4365         int pi;
4366
4367         mutex_lock(&wq_mutex);
4368
4369         if (!workqueue_freezing)
4370                 goto out_unlock;
4371
4372         /* clear FREEZING */
4373         for_each_pool(pool, pi) {
4374                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4375                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4376                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4377                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4378         }
4379
4380         /* restore max_active and repopulate worklist */
4381         spin_lock_irq(&pwq_lock);
4382         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4383                 for_each_pwq(pwq, wq)
4384                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4385         }
4386         spin_unlock_irq(&pwq_lock);
4387
4388         /* kick workers */
4389         for_each_pool(pool, pi) {
4390                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4391                 wake_up_worker(pool);
4392                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4393         }
4394
4395         workqueue_freezing = false;
4396 out_unlock:
4397         mutex_unlock(&wq_mutex);
4398 }
4399 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4400
4401 static int __init init_workqueues(void)
4402 {
4403         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
4404         int i, cpu;
4405
4406         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
4407         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
4408                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
4409
4410         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
4411
4412         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
4413
4414         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
4415         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
4416
4417         /* initialize CPU pools */
4418         for_each_possible_cpu(cpu) {
4419                 struct worker_pool *pool;
4420
4421                 i = 0;
4422                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4423                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
4424                         pool->cpu = cpu;
4425                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
4426                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
4427
4428                         /* alloc pool ID */
4429                         mutex_lock(&wq_mutex);
4430                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
4431                         mutex_unlock(&wq_mutex);
4432                 }
4433         }
4434
4435         /* create the initial worker */
4436         for_each_online_cpu(cpu) {
4437                 struct worker_pool *pool;
4438
4439                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4440                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4441                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
4442                 }
4443         }
4444
4445         /* create default unbound wq attrs */
4446         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
4447                 struct workqueue_attrs *attrs;
4448
4449                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
4450
4451                 attrs->nice = std_nice[i];
4452                 cpumask_setall(attrs->cpumask);
4453
4454                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
4455         }
4456
4457         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
4458         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
4459         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
4460         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
4461                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
4462         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
4463                                               WQ_FREEZABLE, 0);
4464         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
4465                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
4466         return 0;
4467 }
4468 early_initcall(init_workqueues);