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