Merge branch 'timers-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux.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 are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * manager_mutex to avoid changing binding state while
69          * create_worker() is in progress.
70          */
71         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
72         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
73         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
74
75         /* worker flags */
76         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
77         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
78         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
79         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
80         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
81         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
82         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
83
84         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
85                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
86
87         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
88
89         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
90         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
91
92         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
93         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
94
95         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
96                                                 /* call for help after 10ms
97                                                    (min two ticks) */
98         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
99         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
100
101         /*
102          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
103          * all cpus.  Give -20.
104          */
105         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
106         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
107
108         WQ_NAME_LEN             = 24,
109 };
110
111 /*
112  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
113  *
114  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
115  *    everyone else.
116  *
117  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
118  *    only be modified and accessed from the local cpu.
119  *
120  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
121  *
122  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
123  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
124  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
125  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
126  *
127  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
128  *     locks.  Reads can happen under either lock.
129  *
130  * PL: wq_pool_mutex protected.
131  *
132  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
133  *
134  * WQ: wq->mutex protected.
135  *
136  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
137  *
138  * MD: wq_mayday_lock protected.
139  */
140
141 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
142
143 struct worker_pool {
144         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
145         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
146         int                     node;           /* I: the associated node ID */
147         int                     id;             /* I: pool ID */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149
150         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
151         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
152
153         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
154         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
155
156         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
157         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
158         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
159
160         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
161         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
162                                                 /* L: hash of busy workers */
163
164         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
165         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
166         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
167         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
168
169         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
170         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
171         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
172
173         /*
174          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
175          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
176          * cacheline.
177          */
178         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180         /*
181          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
182          * from get_work_pool().
183          */
184         struct rcu_head         rcu;
185 } ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187 /*
188  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
189  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
190  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
191  * number of flag bits.
192  */
193 struct pool_workqueue {
194         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
195         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
196         int                     work_color;     /* L: current color */
197         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
198         int                     refcnt;         /* L: reference count */
199         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
200                                                 /* L: nr of in_flight works */
201         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
202         int                     max_active;     /* L: max active works */
203         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
204         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
205         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
206
207         /*
208          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
209          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
210          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
211          * determined without grabbing wq->mutex.
212          */
213         struct work_struct      unbound_release_work;
214         struct rcu_head         rcu;
215 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
216
217 /*
218  * Structure used to wait for workqueue flush.
219  */
220 struct wq_flusher {
221         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
222         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
223         struct completion       done;           /* flush completion */
224 };
225
226 struct wq_device;
227
228 /*
229  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
230  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
231  */
232 struct workqueue_struct {
233         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
234         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
235
236         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
237         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
238         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
239         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
240         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
241         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
242         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
243
244         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
245         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
246
247         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
248         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
249
250         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* WQ: only for unbound wqs */
251         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* WQ: only for unbound wqs */
252
253 #ifdef CONFIG_SYSFS
254         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
255 #endif
256 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
257         struct lockdep_map      lockdep_map;
258 #endif
259         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
260
261         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
262         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
263         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
264         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* FR: unbound pwqs indexed by node */
265 };
266
267 static struct kmem_cache *pwq_cache;
268
269 static int wq_numa_tbl_len;             /* highest possible NUMA node id + 1 */
270 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
271                                         /* possible CPUs of each node */
272
273 static bool wq_disable_numa;
274 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
275
276 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
277 #ifdef CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT
278 static bool wq_power_efficient = true;
279 #else
280 static bool wq_power_efficient;
281 #endif
282
283 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
284
285 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
286
287 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
288 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
289
290 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
291 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
292
293 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
294 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
295
296 /* the per-cpu worker pools */
297 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
298                                      cpu_worker_pools);
299
300 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
301
302 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
303 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
304
305 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
306 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
307
308 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
309 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
310
311 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
312 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
313 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
315 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
317 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
319 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
321 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
323 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
325
326 static int worker_thread(void *__worker);
327 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
328                                  const struct workqueue_attrs *from);
329
330 #define CREATE_TRACE_POINTS
331 #include <trace/events/workqueue.h>
332
333 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
334         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
335                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
336                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
337
338 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
339         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
340                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
341                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
342
343 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
344 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
345         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
346                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
347                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
348                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
349 #else
350 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
351 #endif
352
353 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
354         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
355              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
356              (pool)++)
357
358 /**
359  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
360  * @pool: iteration cursor
361  * @pi: integer used for iteration
362  *
363  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
364  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
365  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
366  *
367  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
368  * ignored.
369  */
370 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
371         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
372                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
373                 else
374
375 /**
376  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
377  * @worker: iteration cursor
378  * @wi: integer used for iteration
379  * @pool: worker_pool to iterate workers of
380  *
381  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
382  *
383  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
384  * ignored.
385  */
386 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
387         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
388                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
389                 else
390
391 /**
392  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
393  * @pwq: iteration cursor
394  * @wq: the target workqueue
395  *
396  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
397  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
398  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
399  *
400  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
401  * ignored.
402  */
403 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
404         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
405                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
406                 else
407
408 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
409
410 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
411
412 static void *work_debug_hint(void *addr)
413 {
414         return ((struct work_struct *) addr)->func;
415 }
416
417 /*
418  * fixup_init is called when:
419  * - an active object is initialized
420  */
421 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
422 {
423         struct work_struct *work = addr;
424
425         switch (state) {
426         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
427                 cancel_work_sync(work);
428                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
429                 return 1;
430         default:
431                 return 0;
432         }
433 }
434
435 /*
436  * fixup_activate is called when:
437  * - an active object is activated
438  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
439  */
440 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445
446         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
447                 /*
448                  * This is not really a fixup. The work struct was
449                  * statically initialized. We just make sure that it
450                  * is tracked in the object tracker.
451                  */
452                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
453                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
454                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
455                         return 0;
456                 }
457                 WARN_ON_ONCE(1);
458                 return 0;
459
460         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
461                 WARN_ON(1);
462
463         default:
464                 return 0;
465         }
466 }
467
468 /*
469  * fixup_free is called when:
470  * - an active object is freed
471  */
472 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
473 {
474         struct work_struct *work = addr;
475
476         switch (state) {
477         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
478                 cancel_work_sync(work);
479                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
480                 return 1;
481         default:
482                 return 0;
483         }
484 }
485
486 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
487         .name           = "work_struct",
488         .debug_hint     = work_debug_hint,
489         .fixup_init     = work_fixup_init,
490         .fixup_activate = work_fixup_activate,
491         .fixup_free     = work_fixup_free,
492 };
493
494 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
495 {
496         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
497 }
498
499 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
500 {
501         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
502 }
503
504 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
505 {
506         if (onstack)
507                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
508         else
509                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
512
513 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
518
519 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
520 {
521         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
522         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
523 }
524 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_work_on_stack);
525
526 #else
527 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
528 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
529 #endif
530
531 /**
532  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
533  * @pool: the pool pointer of interest
534  *
535  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
536  * successfully, -errno on failure.
537  */
538 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
539 {
540         int ret;
541
542         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
543
544         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
545                         GFP_KERNEL);
546         if (ret >= 0) {
547                 pool->id = ret;
548                 return 0;
549         }
550         return ret;
551 }
552
553 /**
554  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
555  * @wq: the target workqueue
556  * @node: the node ID
557  *
558  * This must be called either with pwq_lock held or sched RCU read locked.
559  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
560  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
561  *
562  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
563  */
564 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
565                                                   int node)
566 {
567         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
568         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
569 }
570
571 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
572 {
573         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
574 }
575
576 static int get_work_color(struct work_struct *work)
577 {
578         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
579                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
580 }
581
582 static int work_next_color(int color)
583 {
584         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
585 }
586
587 /*
588  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
589  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
590  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
591  *
592  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
593  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
594  * work->data.  These functions should only be called while the work is
595  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
596  *
597  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
598  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
599  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
600  * available only while the work item is queued.
601  *
602  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
603  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
604  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
605  * try to steal the PENDING bit.
606  */
607 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
608                                  unsigned long flags)
609 {
610         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
611         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
612 }
613
614 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
615                          unsigned long extra_flags)
616 {
617         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
618                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
619 }
620
621 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
622                                            int pool_id)
623 {
624         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
625                       WORK_STRUCT_PENDING);
626 }
627
628 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
629                                             int pool_id)
630 {
631         /*
632          * The following wmb is paired with the implied mb in
633          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
634          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
635          * owner.
636          */
637         smp_wmb();
638         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
639 }
640
641 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
642 {
643         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
644         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
645 }
646
647 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
648 {
649         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
650
651         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
652                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
653         else
654                 return NULL;
655 }
656
657 /**
658  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
659  * @work: the work item of interest
660  *
661  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
662  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
663  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
664  *
665  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
666  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
667  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
668  * returned pool is and stays online.
669  *
670  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
671  */
672 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
673 {
674         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
675         int pool_id;
676
677         assert_rcu_or_pool_mutex();
678
679         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
680                 return ((struct pool_workqueue *)
681                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
682
683         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
684         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
685                 return NULL;
686
687         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
688 }
689
690 /**
691  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
692  * @work: the work item of interest
693  *
694  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
695  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
696  */
697 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
698 {
699         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
700
701         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
702                 return ((struct pool_workqueue *)
703                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
704
705         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
706 }
707
708 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
709 {
710         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
711
712         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
713         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
714 }
715
716 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
717 {
718         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
719
720         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
721 }
722
723 /*
724  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
725  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
726  * they're being called with pool->lock held.
727  */
728
729 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
730 {
731         return !atomic_read(&pool->nr_running);
732 }
733
734 /*
735  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
736  * running workers.
737  *
738  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
739  * function will always return %true for unbound pools as long as the
740  * worklist isn't empty.
741  */
742 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
743 {
744         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
745 }
746
747 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
748 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
749 {
750         return pool->nr_idle;
751 }
752
753 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
754 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
755 {
756         return !list_empty(&pool->worklist) &&
757                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
758 }
759
760 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
761 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
762 {
763         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
764 }
765
766 /* Do I need to be the manager? */
767 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
768 {
769         return need_to_create_worker(pool) ||
770                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
771 }
772
773 /* Do we have too many workers and should some go away? */
774 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
775 {
776         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
777         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
778         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
779
780         /*
781          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
782          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
783          */
784         if (list_empty(&pool->idle_list))
785                 return false;
786
787         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
788 }
789
790 /*
791  * Wake up functions.
792  */
793
794 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
795 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
796 {
797         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
798                 return NULL;
799
800         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
801 }
802
803 /**
804  * wake_up_worker - wake up an idle worker
805  * @pool: worker pool to wake worker from
806  *
807  * Wake up the first idle worker of @pool.
808  *
809  * CONTEXT:
810  * spin_lock_irq(pool->lock).
811  */
812 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
813 {
814         struct worker *worker = first_worker(pool);
815
816         if (likely(worker))
817                 wake_up_process(worker->task);
818 }
819
820 /**
821  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
822  * @task: task waking up
823  * @cpu: CPU @task is waking up to
824  *
825  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
826  * being awoken.
827  *
828  * CONTEXT:
829  * spin_lock_irq(rq->lock)
830  */
831 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
832 {
833         struct worker *worker = kthread_data(task);
834
835         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
836                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
837                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
838         }
839 }
840
841 /**
842  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
843  * @task: task going to sleep
844  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
845  *
846  * This function is called during schedule() when a busy worker is
847  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
848  * returning pointer to its task.
849  *
850  * CONTEXT:
851  * spin_lock_irq(rq->lock)
852  *
853  * Return:
854  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
855  */
856 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
857 {
858         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
859         struct worker_pool *pool;
860
861         /*
862          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
863          * workers, also reach here, let's not access anything before
864          * checking NOT_RUNNING.
865          */
866         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
867                 return NULL;
868
869         pool = worker->pool;
870
871         /* this can only happen on the local cpu */
872         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
873                 return NULL;
874
875         /*
876          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
877          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
878          * Please read comment there.
879          *
880          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
881          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
882          * disabled, which in turn means that none else could be
883          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
884          * lock is safe.
885          */
886         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
887             !list_empty(&pool->worklist))
888                 to_wakeup = first_worker(pool);
889         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
890 }
891
892 /**
893  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
894  * @worker: self
895  * @flags: flags to set
896  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
897  *
898  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
899  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
900  * woken up.
901  *
902  * CONTEXT:
903  * spin_lock_irq(pool->lock)
904  */
905 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
906                                     bool wakeup)
907 {
908         struct worker_pool *pool = worker->pool;
909
910         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
911
912         /*
913          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
914          * wake up an idle worker as necessary if requested by
915          * @wakeup.
916          */
917         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
918             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
919                 if (wakeup) {
920                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
921                             !list_empty(&pool->worklist))
922                                 wake_up_worker(pool);
923                 } else
924                         atomic_dec(&pool->nr_running);
925         }
926
927         worker->flags |= flags;
928 }
929
930 /**
931  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
932  * @worker: self
933  * @flags: flags to clear
934  *
935  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
936  *
937  * CONTEXT:
938  * spin_lock_irq(pool->lock)
939  */
940 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
941 {
942         struct worker_pool *pool = worker->pool;
943         unsigned int oflags = worker->flags;
944
945         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
946
947         worker->flags &= ~flags;
948
949         /*
950          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
951          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
952          * of multiple flags, not a single flag.
953          */
954         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
955                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
956                         atomic_inc(&pool->nr_running);
957 }
958
959 /**
960  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
961  * @pool: pool of interest
962  * @work: work to find worker for
963  *
964  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
965  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
966  * to match, its current execution should match the address of @work and
967  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
968  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
969  * being executed.
970  *
971  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
972  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
973  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
974  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
975  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
976  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
977  *
978  * This function checks the work item address and work function to avoid
979  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
980  * work function which can introduce dependency onto itself through a
981  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
982  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
983  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
984  *
985  * CONTEXT:
986  * spin_lock_irq(pool->lock).
987  *
988  * Return:
989  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
990  * otherwise.
991  */
992 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
993                                                  struct work_struct *work)
994 {
995         struct worker *worker;
996
997         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
998                                (unsigned long)work)
999                 if (worker->current_work == work &&
1000                     worker->current_func == work->func)
1001                         return worker;
1002
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 /**
1007  * move_linked_works - move linked works to a list
1008  * @work: start of series of works to be scheduled
1009  * @head: target list to append @work to
1010  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1011  *
1012  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1013  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1014  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1015  *
1016  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1017  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1018  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1019  *
1020  * CONTEXT:
1021  * spin_lock_irq(pool->lock).
1022  */
1023 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1024                               struct work_struct **nextp)
1025 {
1026         struct work_struct *n;
1027
1028         /*
1029          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1030          * use NULL for list head.
1031          */
1032         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1033                 list_move_tail(&work->entry, head);
1034                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1035                         break;
1036         }
1037
1038         /*
1039          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1040          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1041          * needs to be updated.
1042          */
1043         if (nextp)
1044                 *nextp = n;
1045 }
1046
1047 /**
1048  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1049  * @pwq: pool_workqueue to get
1050  *
1051  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1052  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1053  */
1054 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1055 {
1056         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1057         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1058         pwq->refcnt++;
1059 }
1060
1061 /**
1062  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1063  * @pwq: pool_workqueue to put
1064  *
1065  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1066  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1067  */
1068 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1069 {
1070         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1071         if (likely(--pwq->refcnt))
1072                 return;
1073         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1074                 return;
1075         /*
1076          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1077          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1078          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1079          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1080          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1081          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1082          */
1083         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1084 }
1085
1086 /**
1087  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1088  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1089  *
1090  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1091  */
1092 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1093 {
1094         if (pwq) {
1095                 /*
1096                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1097                  * following lock operations are safe.
1098                  */
1099                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1100                 put_pwq(pwq);
1101                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1102         }
1103 }
1104
1105 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1106 {
1107         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1108
1109         trace_workqueue_activate_work(work);
1110         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1111         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1112         pwq->nr_active++;
1113 }
1114
1115 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1116 {
1117         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1118                                                     struct work_struct, entry);
1119
1120         pwq_activate_delayed_work(work);
1121 }
1122
1123 /**
1124  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1125  * @pwq: pwq of interest
1126  * @color: color of work which left the queue
1127  *
1128  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1129  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1130  *
1131  * CONTEXT:
1132  * spin_lock_irq(pool->lock).
1133  */
1134 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1135 {
1136         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1137         if (color == WORK_NO_COLOR)
1138                 goto out_put;
1139
1140         pwq->nr_in_flight[color]--;
1141
1142         pwq->nr_active--;
1143         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1144                 /* one down, submit a delayed one */
1145                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1146                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1147         }
1148
1149         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1150         if (likely(pwq->flush_color != color))
1151                 goto out_put;
1152
1153         /* are there still in-flight works? */
1154         if (pwq->nr_in_flight[color])
1155                 goto out_put;
1156
1157         /* this pwq is done, clear flush_color */
1158         pwq->flush_color = -1;
1159
1160         /*
1161          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1162          * will handle the rest.
1163          */
1164         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1165                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1166 out_put:
1167         put_pwq(pwq);
1168 }
1169
1170 /**
1171  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1172  * @work: work item to steal
1173  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1174  * @flags: place to store irq state
1175  *
1176  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1177  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1178  *
1179  * Return:
1180  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1181  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1182  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1183  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1184  *              for arbitrarily long
1185  *
1186  * Note:
1187  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1188  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1189  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1190  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1191  *
1192  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1193  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1194  *
1195  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1196  */
1197 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1198                                unsigned long *flags)
1199 {
1200         struct worker_pool *pool;
1201         struct pool_workqueue *pwq;
1202
1203         local_irq_save(*flags);
1204
1205         /* try to steal the timer if it exists */
1206         if (is_dwork) {
1207                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1208
1209                 /*
1210                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1211                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1212                  * running on the local CPU.
1213                  */
1214                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1215                         return 1;
1216         }
1217
1218         /* try to claim PENDING the normal way */
1219         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1220                 return 0;
1221
1222         /*
1223          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1224          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1225          */
1226         pool = get_work_pool(work);
1227         if (!pool)
1228                 goto fail;
1229
1230         spin_lock(&pool->lock);
1231         /*
1232          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1233          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1234          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1235          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1236          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1237          * item is currently queued on that pool.
1238          */
1239         pwq = get_work_pwq(work);
1240         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1241                 debug_work_deactivate(work);
1242
1243                 /*
1244                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1245                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1246                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1247                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1248                  * item is activated before grabbing.
1249                  */
1250                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1251                         pwq_activate_delayed_work(work);
1252
1253                 list_del_init(&work->entry);
1254                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1255
1256                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1257                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1258
1259                 spin_unlock(&pool->lock);
1260                 return 1;
1261         }
1262         spin_unlock(&pool->lock);
1263 fail:
1264         local_irq_restore(*flags);
1265         if (work_is_canceling(work))
1266                 return -ENOENT;
1267         cpu_relax();
1268         return -EAGAIN;
1269 }
1270
1271 /**
1272  * insert_work - insert a work into a pool
1273  * @pwq: pwq @work belongs to
1274  * @work: work to insert
1275  * @head: insertion point
1276  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1277  *
1278  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1279  * work_struct flags.
1280  *
1281  * CONTEXT:
1282  * spin_lock_irq(pool->lock).
1283  */
1284 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1285                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1286 {
1287         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1288
1289         /* we own @work, set data and link */
1290         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1291         list_add_tail(&work->entry, head);
1292         get_pwq(pwq);
1293
1294         /*
1295          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1296          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1297          * around lazily while there are works to be processed.
1298          */
1299         smp_mb();
1300
1301         if (__need_more_worker(pool))
1302                 wake_up_worker(pool);
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1307  * same workqueue.
1308  */
1309 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1310 {
1311         struct worker *worker;
1312
1313         worker = current_wq_worker();
1314         /*
1315          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1316          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1317          */
1318         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1319 }
1320
1321 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1322                          struct work_struct *work)
1323 {
1324         struct pool_workqueue *pwq;
1325         struct worker_pool *last_pool;
1326         struct list_head *worklist;
1327         unsigned int work_flags;
1328         unsigned int req_cpu = cpu;
1329
1330         /*
1331          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1332          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1333          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1334          * happen with IRQ disabled.
1335          */
1336         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1337
1338         debug_work_activate(work);
1339
1340         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1341         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1342             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1343                 return;
1344 retry:
1345         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1346                 cpu = raw_smp_processor_id();
1347
1348         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1349         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1350                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1351         else
1352                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1353
1354         /*
1355          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1356          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1357          * pool to guarantee non-reentrancy.
1358          */
1359         last_pool = get_work_pool(work);
1360         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1361                 struct worker *worker;
1362
1363                 spin_lock(&last_pool->lock);
1364
1365                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1366
1367                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1368                         pwq = worker->current_pwq;
1369                 } else {
1370                         /* meh... not running there, queue here */
1371                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1372                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1373                 }
1374         } else {
1375                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1376         }
1377
1378         /*
1379          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1380          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1381          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1382          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1383          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1384          * make forward-progress.
1385          */
1386         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1387                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1388                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1389                         cpu_relax();
1390                         goto retry;
1391                 }
1392                 /* oops */
1393                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1394                           wq->name, cpu);
1395         }
1396
1397         /* pwq determined, queue */
1398         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1399
1400         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1401                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1402                 return;
1403         }
1404
1405         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1406         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1407
1408         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1409                 trace_workqueue_activate_work(work);
1410                 pwq->nr_active++;
1411                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1412         } else {
1413                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1414                 worklist = &pwq->delayed_works;
1415         }
1416
1417         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1418
1419         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1420 }
1421
1422 /**
1423  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1424  * @cpu: CPU number to execute work on
1425  * @wq: workqueue to use
1426  * @work: work to queue
1427  *
1428  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1429  * can't go away.
1430  *
1431  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1432  */
1433 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1434                    struct work_struct *work)
1435 {
1436         bool ret = false;
1437         unsigned long flags;
1438
1439         local_irq_save(flags);
1440
1441         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1442                 __queue_work(cpu, wq, work);
1443                 ret = true;
1444         }
1445
1446         local_irq_restore(flags);
1447         return ret;
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1450
1451 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1452 {
1453         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1454
1455         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1456         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1457 }
1458 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1459
1460 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1461                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1462 {
1463         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1464         struct work_struct *work = &dwork->work;
1465
1466         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1467                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1468         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1469         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1470
1471         /*
1472          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1473          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1474          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1475          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1476          */
1477         if (!delay) {
1478                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1479                 return;
1480         }
1481
1482         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1483
1484         dwork->wq = wq;
1485         dwork->cpu = cpu;
1486         timer->expires = jiffies + delay;
1487
1488         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1489                 add_timer_on(timer, cpu);
1490         else
1491                 add_timer(timer);
1492 }
1493
1494 /**
1495  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1496  * @cpu: CPU number to execute work on
1497  * @wq: workqueue to use
1498  * @dwork: work to queue
1499  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1500  *
1501  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1502  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1503  * execution.
1504  */
1505 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1506                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1507 {
1508         struct work_struct *work = &dwork->work;
1509         bool ret = false;
1510         unsigned long flags;
1511
1512         /* read the comment in __queue_work() */
1513         local_irq_save(flags);
1514
1515         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1516                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1517                 ret = true;
1518         }
1519
1520         local_irq_restore(flags);
1521         return ret;
1522 }
1523 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1524
1525 /**
1526  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1527  * @cpu: CPU number to execute work on
1528  * @wq: workqueue to use
1529  * @dwork: work to queue
1530  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1531  *
1532  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1533  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1534  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1535  * current state.
1536  *
1537  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1538  * pending and its timer was modified.
1539  *
1540  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1541  * See try_to_grab_pending() for details.
1542  */
1543 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1544                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1545 {
1546         unsigned long flags;
1547         int ret;
1548
1549         do {
1550                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1551         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1552
1553         if (likely(ret >= 0)) {
1554                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1555                 local_irq_restore(flags);
1556         }
1557
1558         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1559         return ret;
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1562
1563 /**
1564  * worker_enter_idle - enter idle state
1565  * @worker: worker which is entering idle state
1566  *
1567  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1568  * necessary.
1569  *
1570  * LOCKING:
1571  * spin_lock_irq(pool->lock).
1572  */
1573 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1574 {
1575         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1576
1577         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1578             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1579                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1580                 return;
1581
1582         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1583         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1584         pool->nr_idle++;
1585         worker->last_active = jiffies;
1586
1587         /* idle_list is LIFO */
1588         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1589
1590         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1591                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1592
1593         /*
1594          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1595          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1596          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1597          * unbind is not in progress.
1598          */
1599         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1600                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1601                      atomic_read(&pool->nr_running));
1602 }
1603
1604 /**
1605  * worker_leave_idle - leave idle state
1606  * @worker: worker which is leaving idle state
1607  *
1608  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1609  *
1610  * LOCKING:
1611  * spin_lock_irq(pool->lock).
1612  */
1613 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1614 {
1615         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1616
1617         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1618                 return;
1619         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1620         pool->nr_idle--;
1621         list_del_init(&worker->entry);
1622 }
1623
1624 /**
1625  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1626  * @pool: target worker_pool
1627  *
1628  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1629  *
1630  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1631  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1632  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1633  * guaranteed to execute on the cpu.
1634  *
1635  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1636  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1637  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1638  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1639  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1640  * [dis]associated in the meantime.
1641  *
1642  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1643  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1644  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1645  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1646  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1647  *
1648  * CONTEXT:
1649  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1650  * held.
1651  *
1652  * Return:
1653  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1654  * bound), %false if offline.
1655  */
1656 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1657 __acquires(&pool->lock)
1658 {
1659         while (true) {
1660                 /*
1661                  * The following call may fail, succeed or succeed
1662                  * without actually migrating the task to the cpu if
1663                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1664                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1665                  */
1666                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1667                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1668
1669                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1670                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1671                         return false;
1672                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1673                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1674                         return true;
1675                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1676
1677                 /*
1678                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1679                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1680                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1681                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1682                  */
1683                 cpu_relax();
1684                 cond_resched();
1685         }
1686 }
1687
1688 static struct worker *alloc_worker(void)
1689 {
1690         struct worker *worker;
1691
1692         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1693         if (worker) {
1694                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1695                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1696                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1697                 worker->flags = WORKER_PREP;
1698         }
1699         return worker;
1700 }
1701
1702 /**
1703  * create_worker - create a new workqueue worker
1704  * @pool: pool the new worker will belong to
1705  *
1706  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1707  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1708  * destroy_worker().
1709  *
1710  * CONTEXT:
1711  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1712  *
1713  * Return:
1714  * Pointer to the newly created worker.
1715  */
1716 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1717 {
1718         struct worker *worker = NULL;
1719         int id = -1;
1720         char id_buf[16];
1721
1722         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1723
1724         /*
1725          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1726          * without installing the pointer.
1727          */
1728         idr_preload(GFP_KERNEL);
1729         spin_lock_irq(&pool->lock);
1730
1731         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1732
1733         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1734         idr_preload_end();
1735         if (id < 0)
1736                 goto fail;
1737
1738         worker = alloc_worker();
1739         if (!worker)
1740                 goto fail;
1741
1742         worker->pool = pool;
1743         worker->id = id;
1744
1745         if (pool->cpu >= 0)
1746                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1747                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1748         else
1749                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1750
1751         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1752                                               "kworker/%s", id_buf);
1753         if (IS_ERR(worker->task))
1754                 goto fail;
1755
1756         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1757
1758         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1759         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1760
1761         /*
1762          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1763          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1764          */
1765         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1766
1767         /*
1768          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1769          * remains stable across this function.  See the comments above the
1770          * flag definition for details.
1771          */
1772         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1773                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1774
1775         /* successful, commit the pointer to idr */
1776         spin_lock_irq(&pool->lock);
1777         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1778         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1779
1780         return worker;
1781
1782 fail:
1783         if (id >= 0) {
1784                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1785                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1786                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1787         }
1788         kfree(worker);
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 /**
1793  * start_worker - start a newly created worker
1794  * @worker: worker to start
1795  *
1796  * Make the pool aware of @worker and start it.
1797  *
1798  * CONTEXT:
1799  * spin_lock_irq(pool->lock).
1800  */
1801 static void start_worker(struct worker *worker)
1802 {
1803         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1804         worker->pool->nr_workers++;
1805         worker_enter_idle(worker);
1806         wake_up_process(worker->task);
1807 }
1808
1809 /**
1810  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1811  * @pool: the target pool
1812  *
1813  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1814  *
1815  * Return: 0 on success. A negative error code otherwise.
1816  */
1817 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1818 {
1819         struct worker *worker;
1820
1821         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1822
1823         worker = create_worker(pool);
1824         if (worker) {
1825                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1826                 start_worker(worker);
1827                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1828         }
1829
1830         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1831
1832         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1833 }
1834
1835 /**
1836  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1837  * @worker: worker to be destroyed
1838  *
1839  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1840  *
1841  * CONTEXT:
1842  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1843  */
1844 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1845 {
1846         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1847
1848         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1849         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1850
1851         /* sanity check frenzy */
1852         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1853             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1854                 return;
1855
1856         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1857                 pool->nr_workers--;
1858         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1859                 pool->nr_idle--;
1860
1861         /*
1862          * Once WORKER_DIE is set, the kworker may destroy itself at any
1863          * point.  Pin to ensure the task stays until we're done with it.
1864          */
1865         get_task_struct(worker->task);
1866
1867         list_del_init(&worker->entry);
1868         worker->flags |= WORKER_DIE;
1869
1870         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1871
1872         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1873
1874         kthread_stop(worker->task);
1875         put_task_struct(worker->task);
1876         kfree(worker);
1877
1878         spin_lock_irq(&pool->lock);
1879 }
1880
1881 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1882 {
1883         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1884
1885         spin_lock_irq(&pool->lock);
1886
1887         if (too_many_workers(pool)) {
1888                 struct worker *worker;
1889                 unsigned long expires;
1890
1891                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1892                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1893                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1894
1895                 if (time_before(jiffies, expires))
1896                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1897                 else {
1898                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1899                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1900                         wake_up_worker(pool);
1901                 }
1902         }
1903
1904         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1905 }
1906
1907 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1908 {
1909         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1910         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1911
1912         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1913
1914         if (!wq->rescuer)
1915                 return;
1916
1917         /* mayday mayday mayday */
1918         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1919                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1920                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1921         }
1922 }
1923
1924 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1925 {
1926         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1927         struct work_struct *work;
1928
1929         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1930         spin_lock(&pool->lock);
1931
1932         if (need_to_create_worker(pool)) {
1933                 /*
1934                  * We've been trying to create a new worker but
1935                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1936                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1937                  * rescuers.
1938                  */
1939                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1940                         send_mayday(work);
1941         }
1942
1943         spin_unlock(&pool->lock);
1944         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1945
1946         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1947 }
1948
1949 /**
1950  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1951  * @pool: pool to create a new worker for
1952  *
1953  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1954  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1955  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1956  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1957  * possible allocation deadlock.
1958  *
1959  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1960  * may_start_working() %true.
1961  *
1962  * LOCKING:
1963  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1964  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1965  * manager.
1966  *
1967  * Return:
1968  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1969  * otherwise.
1970  */
1971 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1972 __releases(&pool->lock)
1973 __acquires(&pool->lock)
1974 {
1975         if (!need_to_create_worker(pool))
1976                 return false;
1977 restart:
1978         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1979
1980         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1981         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1982
1983         while (true) {
1984                 struct worker *worker;
1985
1986                 worker = create_worker(pool);
1987                 if (worker) {
1988                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1989                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1990                         start_worker(worker);
1991                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1992                                 goto restart;
1993                         return true;
1994                 }
1995
1996                 if (!need_to_create_worker(pool))
1997                         break;
1998
1999                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2000                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
2001
2002                 if (!need_to_create_worker(pool))
2003                         break;
2004         }
2005
2006         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
2007         spin_lock_irq(&pool->lock);
2008         if (need_to_create_worker(pool))
2009                 goto restart;
2010         return true;
2011 }
2012
2013 /**
2014  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
2015  * @pool: pool to destroy workers for
2016  *
2017  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
2018  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
2019  *
2020  * LOCKING:
2021  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2022  * multiple times.  Called only from manager.
2023  *
2024  * Return:
2025  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
2026  * otherwise.
2027  */
2028 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
2029 {
2030         bool ret = false;
2031
2032         while (too_many_workers(pool)) {
2033                 struct worker *worker;
2034                 unsigned long expires;
2035
2036                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
2037                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
2038
2039                 if (time_before(jiffies, expires)) {
2040                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
2041                         break;
2042                 }
2043
2044                 destroy_worker(worker);
2045                 ret = true;
2046         }
2047
2048         return ret;
2049 }
2050
2051 /**
2052  * manage_workers - manage worker pool
2053  * @worker: self
2054  *
2055  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
2056  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2057  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2058  *
2059  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2060  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2061  * and may_start_working() is true.
2062  *
2063  * CONTEXT:
2064  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2065  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2066  *
2067  * Return:
2068  * %false if the pool don't need management and the caller can safely start
2069  * processing works, %true indicates that the function released pool->lock
2070  * and reacquired it to perform some management function and that the
2071  * conditions that the caller verified while holding the lock before
2072  * calling the function might no longer be true.
2073  */
2074 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2075 {
2076         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2077         bool ret = false;
2078
2079         /*
2080          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
2081          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
2082          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2083          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2084          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2085          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2086          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2087          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2088          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2089          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2090          *
2091          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2092          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2093          * of management operations, including creation and destruction of
2094          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2095          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2096          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2097          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2098          * manager_mutex.
2099          */
2100         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2101                 return ret;
2102
2103         /*
2104          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2105          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2106          */
2107         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2108                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2109                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2110                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2111                 ret = true;
2112         }
2113
2114         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2115
2116         /*
2117          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2118          * on return.
2119          */
2120         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2121         ret |= maybe_create_worker(pool);
2122
2123         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2124         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2125         return ret;
2126 }
2127
2128 /**
2129  * process_one_work - process single work
2130  * @worker: self
2131  * @work: work to process
2132  *
2133  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2134  * process a single work including synchronization against and
2135  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2136  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2137  * call this function to process a work.
2138  *
2139  * CONTEXT:
2140  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2141  */
2142 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2143 __releases(&pool->lock)
2144 __acquires(&pool->lock)
2145 {
2146         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2147         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2148         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2149         int work_color;
2150         struct worker *collision;
2151 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2152         /*
2153          * It is permissible to free the struct work_struct from
2154          * inside the function that is called from it, this we need to
2155          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2156          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2157          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2158          */
2159         struct lockdep_map lockdep_map;
2160
2161         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2162 #endif
2163         /*
2164          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2165          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2166          * unbound or a disassociated pool.
2167          */
2168         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2169                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2170                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2171
2172         /*
2173          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2174          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2175          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2176          * currently executing one.
2177          */
2178         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2179         if (unlikely(collision)) {
2180                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2181                 return;
2182         }
2183
2184         /* claim and dequeue */
2185         debug_work_deactivate(work);
2186         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2187         worker->current_work = work;
2188         worker->current_func = work->func;
2189         worker->current_pwq = pwq;
2190         work_color = get_work_color(work);
2191
2192         list_del_init(&work->entry);
2193
2194         /*
2195          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2196          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2197          */
2198         if (unlikely(cpu_intensive))
2199                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2200
2201         /*
2202          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2203          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2204          */
2205         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2206                 wake_up_worker(pool);
2207
2208         /*
2209          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2210          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2211          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2212          * disabled.
2213          */
2214         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2215
2216         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2217
2218         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2219         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2220         trace_workqueue_execute_start(work);
2221         worker->current_func(work);
2222         /*
2223          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2224          * point will only record its address.
2225          */
2226         trace_workqueue_execute_end(work);
2227         lock_map_release(&lockdep_map);
2228         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2229
2230         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2231                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2232                        "     last function: %pf\n",
2233                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2234                        worker->current_func);
2235                 debug_show_held_locks(current);
2236                 dump_stack();
2237         }
2238
2239         /*
2240          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2241          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2242          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2243          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2244          * stop_machine.
2245          */
2246         cond_resched();
2247
2248         spin_lock_irq(&pool->lock);
2249
2250         /* clear cpu intensive status */
2251         if (unlikely(cpu_intensive))
2252                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2253
2254         /* we're done with it, release */
2255         hash_del(&worker->hentry);
2256         worker->current_work = NULL;
2257         worker->current_func = NULL;
2258         worker->current_pwq = NULL;
2259         worker->desc_valid = false;
2260         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2261 }
2262
2263 /**
2264  * process_scheduled_works - process scheduled works
2265  * @worker: self
2266  *
2267  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2268  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2269  * fetches a work from the top and executes it.
2270  *
2271  * CONTEXT:
2272  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2273  * multiple times.
2274  */
2275 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2276 {
2277         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2278                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2279                                                 struct work_struct, entry);
2280                 process_one_work(worker, work);
2281         }
2282 }
2283
2284 /**
2285  * worker_thread - the worker thread function
2286  * @__worker: self
2287  *
2288  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2289  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2290  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2291  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2292  * will be explained in rescuer_thread().
2293  *
2294  * Return: 0
2295  */
2296 static int worker_thread(void *__worker)
2297 {
2298         struct worker *worker = __worker;
2299         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2300
2301         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2302         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2303 woke_up:
2304         spin_lock_irq(&pool->lock);
2305
2306         /* am I supposed to die? */
2307         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2308                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2309                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2310                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2311                 return 0;
2312         }
2313
2314         worker_leave_idle(worker);
2315 recheck:
2316         /* no more worker necessary? */
2317         if (!need_more_worker(pool))
2318                 goto sleep;
2319
2320         /* do we need to manage? */
2321         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2322                 goto recheck;
2323
2324         /*
2325          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2326          * preparing to process a work or actually processing it.
2327          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2328          */
2329         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2330
2331         /*
2332          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2333          * worker or that someone else has already assumed the manager
2334          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2335          * management if applicable and concurrency management is restored
2336          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2337          */
2338         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2339
2340         do {
2341                 struct work_struct *work =
2342                         list_first_entry(&pool->worklist,
2343                                          struct work_struct, entry);
2344
2345                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2346                         /* optimization path, not strictly necessary */
2347                         process_one_work(worker, work);
2348                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2349                                 process_scheduled_works(worker);
2350                 } else {
2351                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2352                         process_scheduled_works(worker);
2353                 }
2354         } while (keep_working(pool));
2355
2356         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2357 sleep:
2358         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2359                 goto recheck;
2360
2361         /*
2362          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2363          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2364          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2365          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2366          * event.
2367          */
2368         worker_enter_idle(worker);
2369         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2370         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2371         schedule();
2372         goto woke_up;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2377  * @__rescuer: self
2378  *
2379  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2380  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2381  *
2382  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2383  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2384  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2385  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2386  * the problem rescuer solves.
2387  *
2388  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2389  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2390  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2391  *
2392  * This should happen rarely.
2393  *
2394  * Return: 0
2395  */
2396 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2397 {
2398         struct worker *rescuer = __rescuer;
2399         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2400         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2401
2402         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2403
2404         /*
2405          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2406          * doesn't participate in concurrency management.
2407          */
2408         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2409 repeat:
2410         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2411
2412         if (kthread_should_stop()) {
2413                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2414                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2415                 return 0;
2416         }
2417
2418         /* see whether any pwq is asking for help */
2419         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2420
2421         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2422                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2423                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2424                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2425                 struct work_struct *work, *n;
2426
2427                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2428                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2429
2430                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2431
2432                 /* migrate to the target cpu if possible */
2433                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2434                 rescuer->pool = pool;
2435
2436                 /*
2437                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2438                  * process'em.
2439                  */
2440                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2441                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2442                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2443                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2444
2445                 process_scheduled_works(rescuer);
2446
2447                 /*
2448                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2449                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2450                  * and stalling the execution.
2451                  */
2452                 if (keep_working(pool))
2453                         wake_up_worker(pool);
2454
2455                 rescuer->pool = NULL;
2456                 spin_unlock(&pool->lock);
2457                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2458         }
2459
2460         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2461
2462         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2463         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2464         schedule();
2465         goto repeat;
2466 }
2467
2468 struct wq_barrier {
2469         struct work_struct      work;
2470         struct completion       done;
2471 };
2472
2473 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2474 {
2475         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2476         complete(&barr->done);
2477 }
2478
2479 /**
2480  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2481  * @pwq: pwq to insert barrier into
2482  * @barr: wq_barrier to insert
2483  * @target: target work to attach @barr to
2484  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2485  *
2486  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2487  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2488  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2489  * cpu.
2490  *
2491  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2492  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2493  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2494  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2495  * after a work with LINKED flag set.
2496  *
2497  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2498  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2499  *
2500  * CONTEXT:
2501  * spin_lock_irq(pool->lock).
2502  */
2503 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2504                               struct wq_barrier *barr,
2505                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2506 {
2507         struct list_head *head;
2508         unsigned int linked = 0;
2509
2510         /*
2511          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2512          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2513          * checks and call back into the fixup functions where we
2514          * might deadlock.
2515          */
2516         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2517         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2518         init_completion(&barr->done);
2519
2520         /*
2521          * If @target is currently being executed, schedule the
2522          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2523          */
2524         if (worker)
2525                 head = worker->scheduled.next;
2526         else {
2527                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2528
2529                 head = target->entry.next;
2530                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2531                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2532                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2533         }
2534
2535         debug_work_activate(&barr->work);
2536         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2537                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2538 }
2539
2540 /**
2541  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2542  * @wq: workqueue being flushed
2543  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2544  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2545  *
2546  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2547  *
2548  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2549  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2550  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2551  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2552  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2553  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2554  *
2555  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2556  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2557  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2558  * is returned.
2559  *
2560  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2561  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2562  * advanced to @work_color.
2563  *
2564  * CONTEXT:
2565  * mutex_lock(wq->mutex).
2566  *
2567  * Return:
2568  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2569  * otherwise.
2570  */
2571 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2572                                       int flush_color, int work_color)
2573 {
2574         bool wait = false;
2575         struct pool_workqueue *pwq;
2576
2577         if (flush_color >= 0) {
2578                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2579                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2580         }
2581
2582         for_each_pwq(pwq, wq) {
2583                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2584
2585                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2586
2587                 if (flush_color >= 0) {
2588                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2589
2590                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2591                                 pwq->flush_color = flush_color;
2592                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2593                                 wait = true;
2594                         }
2595                 }
2596
2597                 if (work_color >= 0) {
2598                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2599                         pwq->work_color = work_color;
2600                 }
2601
2602                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2603         }
2604
2605         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2606                 complete(&wq->first_flusher->done);
2607
2608         return wait;
2609 }
2610
2611 /**
2612  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2613  * @wq: workqueue to flush
2614  *
2615  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2616  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2617  */
2618 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2619 {
2620         struct wq_flusher this_flusher = {
2621                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2622                 .flush_color = -1,
2623                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2624         };
2625         int next_color;
2626
2627         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2628         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2629
2630         mutex_lock(&wq->mutex);
2631
2632         /*
2633          * Start-to-wait phase
2634          */
2635         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2636
2637         if (next_color != wq->flush_color) {
2638                 /*
2639                  * Color space is not full.  The current work_color
2640                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2641                  * by one.
2642                  */
2643                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2644                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2645                 wq->work_color = next_color;
2646
2647                 if (!wq->first_flusher) {
2648                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2649                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2650
2651                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2652
2653                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2654                                                        wq->work_color)) {
2655                                 /* nothing to flush, done */
2656                                 wq->flush_color = next_color;
2657                                 wq->first_flusher = NULL;
2658                                 goto out_unlock;
2659                         }
2660                 } else {
2661                         /* wait in queue */
2662                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2663                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2664                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2665                 }
2666         } else {
2667                 /*
2668                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2669                  * The next flush completion will assign us
2670                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2671                  */
2672                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2673         }
2674
2675         mutex_unlock(&wq->mutex);
2676
2677         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2678
2679         /*
2680          * Wake-up-and-cascade phase
2681          *
2682          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2683          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2684          */
2685         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2686                 return;
2687
2688         mutex_lock(&wq->mutex);
2689
2690         /* we might have raced, check again with mutex held */
2691         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2692                 goto out_unlock;
2693
2694         wq->first_flusher = NULL;
2695
2696         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2697         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2698
2699         while (true) {
2700                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2701
2702                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2703                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2704                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2705                                 break;
2706                         list_del_init(&next->list);
2707                         complete(&next->done);
2708                 }
2709
2710                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2711                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2712
2713                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2714                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2715
2716                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2717                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2718                         /*
2719                          * Assign the same color to all overflowed
2720                          * flushers, advance work_color and append to
2721                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2722                          * phase for these overflowed flushers.
2723                          */
2724                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2725                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2726
2727                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2728
2729                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2730                                               &wq->flusher_queue);
2731                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2732                 }
2733
2734                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2735                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2736                         break;
2737                 }
2738
2739                 /*
2740                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2741                  * the new first flusher and arm pwqs.
2742                  */
2743                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2744                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2745
2746                 list_del_init(&next->list);
2747                 wq->first_flusher = next;
2748
2749                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2750                         break;
2751
2752                 /*
2753                  * Meh... this color is already done, clear first
2754                  * flusher and repeat cascading.
2755                  */
2756                 wq->first_flusher = NULL;
2757         }
2758
2759 out_unlock:
2760         mutex_unlock(&wq->mutex);
2761 }
2762 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2763
2764 /**
2765  * drain_workqueue - drain a workqueue
2766  * @wq: workqueue to drain
2767  *
2768  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2769  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2770  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2771  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2772  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2773  * takes too long.
2774  */
2775 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2776 {
2777         unsigned int flush_cnt = 0;
2778         struct pool_workqueue *pwq;
2779
2780         /*
2781          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2782          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2783          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2784          */
2785         mutex_lock(&wq->mutex);
2786         if (!wq->nr_drainers++)
2787                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2788         mutex_unlock(&wq->mutex);
2789 reflush:
2790         flush_workqueue(wq);
2791
2792         mutex_lock(&wq->mutex);
2793
2794         for_each_pwq(pwq, wq) {
2795                 bool drained;
2796
2797                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2798                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2799                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2800
2801                 if (drained)
2802                         continue;
2803
2804                 if (++flush_cnt == 10 ||
2805                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2806                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2807                                 wq->name, flush_cnt);
2808
2809                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2810                 goto reflush;
2811         }
2812
2813         if (!--wq->nr_drainers)
2814                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2815         mutex_unlock(&wq->mutex);
2816 }
2817 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2818
2819 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2820 {
2821         struct worker *worker = NULL;
2822         struct worker_pool *pool;
2823         struct pool_workqueue *pwq;
2824
2825         might_sleep();
2826
2827         local_irq_disable();
2828         pool = get_work_pool(work);
2829         if (!pool) {
2830                 local_irq_enable();
2831                 return false;
2832         }
2833
2834         spin_lock(&pool->lock);
2835         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2836         pwq = get_work_pwq(work);
2837         if (pwq) {
2838                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2839                         goto already_gone;
2840         } else {
2841                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2842                 if (!worker)
2843                         goto already_gone;
2844                 pwq = worker->current_pwq;
2845         }
2846
2847         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2848         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2849
2850         /*
2851          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2852          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2853          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2854          * access.
2855          */
2856         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2857                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2858         else
2859                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2860         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2861
2862         return true;
2863 already_gone:
2864         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2865         return false;
2866 }
2867
2868 /**
2869  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2870  * @work: the work to flush
2871  *
2872  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2873  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2874  *
2875  * Return:
2876  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2877  * %false if it was already idle.
2878  */
2879 bool flush_work(struct work_struct *work)
2880 {
2881         struct wq_barrier barr;
2882
2883         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2884         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2885
2886         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2887                 wait_for_completion(&barr.done);
2888                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2889                 return true;
2890         } else {
2891                 return false;
2892         }
2893 }
2894 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2895
2896 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2897 {
2898         unsigned long flags;
2899         int ret;
2900
2901         do {
2902                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2903                 /*
2904                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2905                  * would be waiting for before retrying.
2906                  */
2907                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2908                         flush_work(work);
2909         } while (unlikely(ret < 0));
2910
2911         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2912         mark_work_canceling(work);
2913         local_irq_restore(flags);
2914
2915         flush_work(work);
2916         clear_work_data(work);
2917         return ret;
2918 }
2919
2920 /**
2921  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2922  * @work: the work to cancel
2923  *
2924  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2925  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2926  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2927  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2928  *
2929  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2930  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2931  *
2932  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2933  * queued can't be destroyed before this function returns.
2934  *
2935  * Return:
2936  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2937  */
2938 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2939 {
2940         return __cancel_work_timer(work, false);
2941 }
2942 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2943
2944 /**
2945  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2946  * @dwork: the delayed work to flush
2947  *
2948  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2949  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2950  * considers the last queueing instance of @dwork.
2951  *
2952  * Return:
2953  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2954  * %false if it was already idle.
2955  */
2956 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2957 {
2958         local_irq_disable();
2959         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2960                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2961         local_irq_enable();
2962         return flush_work(&dwork->work);
2963 }
2964 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2965
2966 /**
2967  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2968  * @dwork: delayed_work to cancel
2969  *
2970  * Kill off a pending delayed_work.
2971  *
2972  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2973  * pending.
2974  *
2975  * Note:
2976  * The work callback function may still be running on return, unless
2977  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2978  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2979  *
2980  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2981  */
2982 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2983 {
2984         unsigned long flags;
2985         int ret;
2986
2987         do {
2988                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2989         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2990
2991         if (unlikely(ret < 0))
2992                 return false;
2993
2994         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2995                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2996         local_irq_restore(flags);
2997         return ret;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
3000
3001 /**
3002  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
3003  * @dwork: the delayed work cancel
3004  *
3005  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
3006  *
3007  * Return:
3008  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3009  */
3010 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3011 {
3012         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3013 }
3014 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3015
3016 /**
3017  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3018  * @func: the function to call
3019  *
3020  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3021  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3022  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3023  *
3024  * Return:
3025  * 0 on success, -errno on failure.
3026  */
3027 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3028 {
3029         int cpu;
3030         struct work_struct __percpu *works;
3031
3032         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3033         if (!works)
3034                 return -ENOMEM;
3035
3036         get_online_cpus();
3037
3038         for_each_online_cpu(cpu) {
3039                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3040
3041                 INIT_WORK(work, func);
3042                 schedule_work_on(cpu, work);
3043         }
3044
3045         for_each_online_cpu(cpu)
3046                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3047
3048         put_online_cpus();
3049         free_percpu(works);
3050         return 0;
3051 }
3052
3053 /**
3054  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3055  *
3056  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3057  * completion.
3058  *
3059  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3060  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3061  * will lead to deadlock:
3062  *
3063  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3064  *      a lock held by your code or its caller.
3065  *
3066  *      Your code is running in the context of a work routine.
3067  *
3068  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3069  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3070  * what locks they need, which you have no control over.
3071  *
3072  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3073  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3074  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3075  * cancel_work_sync() instead.
3076  */
3077 void flush_scheduled_work(void)
3078 {
3079         flush_workqueue(system_wq);
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3082
3083 /**
3084  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3085  * @fn:         the function to execute
3086  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3087  *              be available when the work executes)
3088  *
3089  * Executes the function immediately if process context is available,
3090  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3091  *
3092  * Return:      0 - function was executed
3093  *              1 - function was scheduled for execution
3094  */
3095 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3096 {
3097         if (!in_interrupt()) {
3098                 fn(&ew->work);
3099                 return 0;
3100         }
3101
3102         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3103         schedule_work(&ew->work);
3104
3105         return 1;
3106 }
3107 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3108
3109 #ifdef CONFIG_SYSFS
3110 /*
3111  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3112  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3113  * following attributes.
3114  *
3115  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3116  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3117  *
3118  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3119  *
3120  *  id          RO int  : the associated pool ID
3121  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3122  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3123  */
3124 struct wq_device {
3125         struct workqueue_struct         *wq;
3126         struct device                   dev;
3127 };
3128
3129 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3130 {
3131         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3132
3133         return wq_dev->wq;
3134 }
3135
3136 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3137                             char *buf)
3138 {
3139         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3140
3141         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3142 }
3143 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
3144
3145 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
3146                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3147 {
3148         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3149
3150         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3151 }
3152
3153 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
3154                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
3155                                 size_t count)
3156 {
3157         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3158         int val;
3159
3160         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3161                 return -EINVAL;
3162
3163         workqueue_set_max_active(wq, val);
3164         return count;
3165 }
3166 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
3167
3168 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
3169         &dev_attr_per_cpu.attr,
3170         &dev_attr_max_active.attr,
3171         NULL,
3172 };
3173 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
3174
3175 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
3176                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
3177 {
3178         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3179         const char *delim = "";
3180         int node, written = 0;
3181
3182         rcu_read_lock_sched();
3183         for_each_node(node) {
3184                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
3185                                      "%s%d:%d", delim, node,
3186                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
3187                 delim = " ";
3188         }
3189         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3190         rcu_read_unlock_sched();
3191
3192         return written;
3193 }
3194
3195 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3196                             char *buf)
3197 {
3198         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3199         int written;
3200
3201         mutex_lock(&wq->mutex);
3202         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
3203         mutex_unlock(&wq->mutex);
3204
3205         return written;
3206 }
3207
3208 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3209 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3210 {
3211         struct workqueue_attrs *attrs;
3212
3213         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3214         if (!attrs)
3215                 return NULL;
3216
3217         mutex_lock(&wq->mutex);
3218         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
3219         mutex_unlock(&wq->mutex);
3220         return attrs;
3221 }
3222
3223 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3224                              const char *buf, size_t count)
3225 {
3226         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3227         struct workqueue_attrs *attrs;
3228         int ret;
3229
3230         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3231         if (!attrs)
3232                 return -ENOMEM;
3233
3234         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3235             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
3236                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3237         else
3238                 ret = -EINVAL;
3239
3240         free_workqueue_attrs(attrs);
3241         return ret ?: count;
3242 }
3243
3244 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3245                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3246 {
3247         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3248         int written;
3249
3250         mutex_lock(&wq->mutex);
3251         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE, wq->unbound_attrs->cpumask);
3252         mutex_unlock(&wq->mutex);
3253
3254         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3255         return written;
3256 }
3257
3258 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3259                                 struct device_attribute *attr,
3260                                 const char *buf, size_t count)
3261 {
3262         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3263         struct workqueue_attrs *attrs;
3264         int ret;
3265
3266         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3267         if (!attrs)
3268                 return -ENOMEM;
3269
3270         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3271         if (!ret)
3272                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3273
3274         free_workqueue_attrs(attrs);
3275         return ret ?: count;
3276 }
3277
3278 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3279                             char *buf)
3280 {
3281         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3282         int written;
3283
3284         mutex_lock(&wq->mutex);
3285         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3286                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
3287         mutex_unlock(&wq->mutex);
3288
3289         return written;
3290 }
3291
3292 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3293                              const char *buf, size_t count)
3294 {
3295         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3296         struct workqueue_attrs *attrs;
3297         int v, ret;
3298
3299         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3300         if (!attrs)
3301                 return -ENOMEM;
3302
3303         ret = -EINVAL;
3304         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
3305                 attrs->no_numa = !v;
3306                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3307         }
3308
3309         free_workqueue_attrs(attrs);
3310         return ret ?: count;
3311 }
3312
3313 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3314         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
3315         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3316         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3317         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
3318         __ATTR_NULL,
3319 };
3320
3321 static struct bus_type wq_subsys = {
3322         .name                           = "workqueue",
3323         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
3324 };
3325
3326 static int __init wq_sysfs_init(void)
3327 {
3328         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3329 }
3330 core_initcall(wq_sysfs_init);
3331
3332 static void wq_device_release(struct device *dev)
3333 {
3334         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3335
3336         kfree(wq_dev);
3337 }
3338
3339 /**
3340  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3341  * @wq: the workqueue to register
3342  *
3343  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3344  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3345  * which is the preferred method.
3346  *
3347  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3348  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3349  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3350  * attributes.
3351  *
3352  * Return: 0 on success, -errno on failure.
3353  */
3354 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3355 {
3356         struct wq_device *wq_dev;
3357         int ret;
3358
3359         /*
3360          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3361          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3362          * workqueues.
3363          */
3364         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3365                 return -EINVAL;
3366
3367         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3368         if (!wq_dev)
3369                 return -ENOMEM;
3370
3371         wq_dev->wq = wq;
3372         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3373         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3374         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3375
3376         /*
3377          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3378          * everything is ready.
3379          */
3380         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3381
3382         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3383         if (ret) {
3384                 kfree(wq_dev);
3385                 wq->wq_dev = NULL;
3386                 return ret;
3387         }
3388
3389         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3390                 struct device_attribute *attr;
3391
3392                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3393                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3394                         if (ret) {
3395                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3396                                 wq->wq_dev = NULL;
3397                                 return ret;
3398                         }
3399                 }
3400         }
3401
3402         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3403         return 0;
3404 }
3405
3406 /**
3407  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3408  * @wq: the workqueue to unregister
3409  *
3410  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3411  */
3412 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3413 {
3414         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3415
3416         if (!wq->wq_dev)
3417                 return;
3418
3419         wq->wq_dev = NULL;
3420         device_unregister(&wq_dev->dev);
3421 }
3422 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3423 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3424 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3425
3426 /**
3427  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3428  * @attrs: workqueue_attrs to free
3429  *
3430  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3431  */
3432 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3433 {
3434         if (attrs) {
3435                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3436                 kfree(attrs);
3437         }
3438 }
3439
3440 /**
3441  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3442  * @gfp_mask: allocation mask to use
3443  *
3444  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3445  * return it.
3446  *
3447  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3448  */
3449 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3450 {
3451         struct workqueue_attrs *attrs;
3452
3453         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3454         if (!attrs)
3455                 goto fail;
3456         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3457                 goto fail;
3458
3459         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3460         return attrs;
3461 fail:
3462         free_workqueue_attrs(attrs);
3463         return NULL;
3464 }
3465
3466 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3467                                  const struct workqueue_attrs *from)
3468 {
3469         to->nice = from->nice;
3470         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3471         /*
3472          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3473          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3474          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3475          */
3476         to->no_numa = from->no_numa;
3477 }
3478
3479 /* hash value of the content of @attr */
3480 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3481 {
3482         u32 hash = 0;
3483
3484         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3485         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3486                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3487         return hash;
3488 }
3489
3490 /* content equality test */
3491 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3492                           const struct workqueue_attrs *b)
3493 {
3494         if (a->nice != b->nice)
3495                 return false;
3496         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3497                 return false;
3498         return true;
3499 }
3500
3501 /**
3502  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3503  * @pool: worker_pool to initialize
3504  *
3505  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3506  *
3507  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3508  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3509  * on @pool safely to release it.
3510  */
3511 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3512 {
3513         spin_lock_init(&pool->lock);
3514         pool->id = -1;
3515         pool->cpu = -1;
3516         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3517         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3518         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3519         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3520         hash_init(pool->busy_hash);
3521
3522         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3523         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3524         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3525
3526         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3527                     (unsigned long)pool);
3528
3529         mutex_init(&pool->manager_arb);
3530         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3531         idr_init(&pool->worker_idr);
3532
3533         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3534         pool->refcnt = 1;
3535
3536         /* shouldn't fail above this point */
3537         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3538         if (!pool->attrs)
3539                 return -ENOMEM;
3540         return 0;
3541 }
3542
3543 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3544 {
3545         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3546
3547         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3548         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3549         kfree(pool);
3550 }
3551
3552 /**
3553  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3554  * @pool: worker_pool to put
3555  *
3556  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3557  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3558  * and this function should be able to release pools which went through,
3559  * successfully or not, init_worker_pool().
3560  *
3561  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3562  */
3563 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3564 {
3565         struct worker *worker;
3566
3567         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3568
3569         if (--pool->refcnt)
3570                 return;
3571
3572         /* sanity checks */
3573         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3574             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3575                 return;
3576
3577         /* release id and unhash */
3578         if (pool->id >= 0)
3579                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3580         hash_del(&pool->hash_node);
3581
3582         /*
3583          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3584          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3585          * manager_mutex.
3586          */
3587         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3588         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3589         spin_lock_irq(&pool->lock);
3590
3591         while ((worker = first_worker(pool)))
3592                 destroy_worker(worker);
3593         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3594
3595         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3596         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3597         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3598
3599         /* shut down the timers */
3600         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3601         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3602
3603         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3604         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3605 }
3606
3607 /**
3608  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3609  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3610  *
3611  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3612  * reference count and return it.  If there already is a matching
3613  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3614  * create a new one.
3615  *
3616  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3617  *
3618  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3619  * On failure, %NULL.
3620  */
3621 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3622 {
3623         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3624         struct worker_pool *pool;
3625         int node;
3626
3627         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3628
3629         /* do we already have a matching pool? */
3630         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3631                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3632                         pool->refcnt++;
3633                         goto out_unlock;
3634                 }
3635         }
3636
3637         /* nope, create a new one */
3638         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3639         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3640                 goto fail;
3641
3642         if (workqueue_freezing)
3643                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3644
3645         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3646         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3647
3648         /*
3649          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3650          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3651          */
3652         pool->attrs->no_numa = false;
3653
3654         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3655         if (wq_numa_enabled) {
3656                 for_each_node(node) {
3657                         if (cpumask_subset(pool->attrs->cpumask,
3658                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3659                                 pool->node = node;
3660                                 break;
3661                         }
3662                 }
3663         }
3664
3665         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3666                 goto fail;
3667
3668         /* create and start the initial worker */
3669         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3670                 goto fail;
3671
3672         /* install */
3673         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3674 out_unlock:
3675         return pool;
3676 fail:
3677         if (pool)
3678                 put_unbound_pool(pool);
3679         return NULL;
3680 }
3681
3682 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3683 {
3684         kmem_cache_free(pwq_cache,
3685                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3690  * and needs to be destroyed.
3691  */
3692 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3693 {
3694         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3695                                                   unbound_release_work);
3696         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3697         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3698         bool is_last;
3699
3700         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3701                 return;
3702
3703         /*
3704          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3705          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3706          * and consistent with the linking path.
3707          */
3708         mutex_lock(&wq->mutex);
3709         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3710         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3711         mutex_unlock(&wq->mutex);
3712
3713         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3714         put_unbound_pool(pool);
3715         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3716
3717         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3718
3719         /*
3720          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3721          * is gonna access it anymore.  Free it.
3722          */
3723         if (is_last) {
3724                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3725                 kfree(wq);
3726         }
3727 }
3728
3729 /**
3730  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3731  * @pwq: target pool_workqueue
3732  *
3733  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3734  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3735  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3736  */
3737 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3738 {
3739         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3740         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3741
3742         /* for @wq->saved_max_active */
3743         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3744
3745         /* fast exit for non-freezable wqs */
3746         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3747                 return;
3748
3749         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3750
3751         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3752                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3753
3754                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3755                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3756                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3757
3758                 /*
3759                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3760                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3761                  */
3762                 wake_up_worker(pwq->pool);
3763         } else {
3764                 pwq->max_active = 0;
3765         }
3766
3767         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3768 }
3769
3770 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3771 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3772                      struct worker_pool *pool)
3773 {
3774         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3775
3776         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3777
3778         pwq->pool = pool;
3779         pwq->wq = wq;
3780         pwq->flush_color = -1;
3781         pwq->refcnt = 1;
3782         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3783         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3784         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3785         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3786 }
3787
3788 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3789 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3790 {
3791         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3792
3793         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3794
3795         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3796         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3797                 return;
3798
3799         /*
3800          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3801          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3802          */
3803         pwq->work_color = wq->work_color;
3804
3805         /* sync max_active to the current setting */
3806         pwq_adjust_max_active(pwq);
3807
3808         /* link in @pwq */
3809         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3810 }
3811
3812 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3813 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3814                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3815 {
3816         struct worker_pool *pool;
3817         struct pool_workqueue *pwq;
3818
3819         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3820
3821         pool = get_unbound_pool(attrs);
3822         if (!pool)
3823                 return NULL;
3824
3825         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3826         if (!pwq) {
3827                 put_unbound_pool(pool);
3828                 return NULL;
3829         }
3830
3831         init_pwq(pwq, wq, pool);
3832         return pwq;
3833 }
3834
3835 /* undo alloc_unbound_pwq(), used only in the error path */
3836 static void free_unbound_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3837 {
3838         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3839
3840         if (pwq) {
3841                 put_unbound_pool(pwq->pool);
3842                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3843         }
3844 }
3845
3846 /**
3847  * wq_calc_node_mask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3848  * @attrs: the wq_attrs of interest
3849  * @node: the target NUMA node
3850  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3851  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3852  *
3853  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3854  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3855  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3856  *
3857  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3858  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3859  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3860  * @attrs->cpumask.
3861  *
3862  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3863  * stable.
3864  *
3865  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3866  * %false if equal.
3867  */
3868 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3869                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3870 {
3871         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3872                 goto use_dfl;
3873
3874         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3875         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3876         if (cpu_going_down >= 0)
3877                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3878
3879         if (cpumask_empty(cpumask))
3880                 goto use_dfl;
3881
3882         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3883         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3884         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3885
3886 use_dfl:
3887         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3888         return false;
3889 }
3890
3891 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3892 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3893                                                    int node,
3894                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3895 {
3896         struct pool_workqueue *old_pwq;
3897
3898         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3899
3900         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3901         link_pwq(pwq);
3902
3903         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3904         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3905         return old_pwq;
3906 }
3907
3908 /**
3909  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3910  * @wq: the target workqueue
3911  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3912  *
3913  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3914  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3915  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3916  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3917  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3918  * back-to-back will stay on its current pwq.
3919  *
3920  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3921  *
3922  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3923  */
3924 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3925                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3926 {
3927         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3928         struct pool_workqueue **pwq_tbl, *dfl_pwq;
3929         int node, ret;
3930
3931         /* only unbound workqueues can change attributes */
3932         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3933                 return -EINVAL;
3934
3935         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3936         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3937                 return -EINVAL;
3938
3939         pwq_tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(pwq_tbl[0]), GFP_KERNEL);
3940         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3941         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3942         if (!pwq_tbl || !new_attrs || !tmp_attrs)
3943                 goto enomem;
3944
3945         /* make a copy of @attrs and sanitize it */
3946         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3947         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3948
3949         /*
3950          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3951          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3952          * pools.
3953          */
3954         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3955
3956         /*
3957          * CPUs should stay stable across pwq creations and installations.
3958          * Pin CPUs, determine the target cpumask for each node and create
3959          * pwqs accordingly.
3960          */
3961         get_online_cpus();
3962
3963         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3964
3965         /*
3966          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3967          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3968          * it even if we don't use it immediately.
3969          */
3970         dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3971         if (!dfl_pwq)
3972                 goto enomem_pwq;
3973
3974         for_each_node(node) {
3975                 if (wq_calc_node_cpumask(attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3976                         pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3977                         if (!pwq_tbl[node])
3978                                 goto enomem_pwq;
3979                 } else {
3980                         dfl_pwq->refcnt++;
3981                         pwq_tbl[node] = dfl_pwq;
3982                 }
3983         }
3984
3985         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3986
3987         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3988         mutex_lock(&wq->mutex);
3989
3990         copy_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs, new_attrs);
3991
3992         /* save the previous pwq and install the new one */
3993         for_each_node(node)
3994                 pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq_tbl[node]);
3995
3996         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3997         link_pwq(dfl_pwq);
3998         swap(wq->dfl_pwq, dfl_pwq);
3999
4000         mutex_unlock(&wq->mutex);
4001
4002         /* put the old pwqs */
4003         for_each_node(node)
4004                 put_pwq_unlocked(pwq_tbl[node]);
4005         put_pwq_unlocked(dfl_pwq);
4006
4007         put_online_cpus();
4008         ret = 0;
4009         /* fall through */
4010 out_free:
4011         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
4012         free_workqueue_attrs(new_attrs);
4013         kfree(pwq_tbl);
4014         return ret;
4015
4016 enomem_pwq:
4017         free_unbound_pwq(dfl_pwq);
4018         for_each_node(node)
4019                 if (pwq_tbl && pwq_tbl[node] != dfl_pwq)
4020                         free_unbound_pwq(pwq_tbl[node]);
4021         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4022         put_online_cpus();
4023 enomem:
4024         ret = -ENOMEM;
4025         goto out_free;
4026 }
4027
4028 /**
4029  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
4030  * @wq: the target workqueue
4031  * @cpu: the CPU coming up or going down
4032  * @online: whether @cpu is coming up or going down
4033  *
4034  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
4035  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
4036  * @wq accordingly.
4037  *
4038  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
4039  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
4040  * correct.
4041  *
4042  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
4043  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
4044  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
4045  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
4046  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
4047  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
4048  * CPU_DOWN_PREPARE.
4049  */
4050 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
4051                                    bool online)
4052 {
4053         int node = cpu_to_node(cpu);
4054         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
4055         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
4056         struct workqueue_attrs *target_attrs;
4057         cpumask_t *cpumask;
4058
4059         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4060
4061         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4062                 return;
4063
4064         /*
4065          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
4066          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
4067          * CPU hotplug exclusion.
4068          */
4069         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
4070         cpumask = target_attrs->cpumask;
4071
4072         mutex_lock(&wq->mutex);
4073         if (wq->unbound_attrs->no_numa)
4074                 goto out_unlock;
4075
4076         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
4077         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
4078
4079         /*
4080          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
4081          * different from wq's, we need to compare it to @pwq's and create
4082          * a new one if they don't match.  If the target cpumask equals
4083          * wq's, the default pwq should be used.  If @pwq is already the
4084          * default one, nothing to do; otherwise, install the default one.
4085          */
4086         if (wq_calc_node_cpumask(wq->unbound_attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
4087                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
4088                         goto out_unlock;
4089         } else {
4090                 if (pwq == wq->dfl_pwq)
4091                         goto out_unlock;
4092                 else
4093                         goto use_dfl_pwq;
4094         }
4095
4096         mutex_unlock(&wq->mutex);
4097
4098         /* create a new pwq */
4099         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
4100         if (!pwq) {
4101                 pr_warning("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
4102                            wq->name);
4103                 goto out_unlock;
4104         }
4105
4106         /*
4107          * Install the new pwq.  As this function is called only from CPU
4108          * hotplug callbacks and applying a new attrs is wrapped with
4109          * get/put_online_cpus(), @wq->unbound_attrs couldn't have changed
4110          * inbetween.
4111          */
4112         mutex_lock(&wq->mutex);
4113         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
4114         goto out_unlock;
4115
4116 use_dfl_pwq:
4117         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4118         get_pwq(wq->dfl_pwq);
4119         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
4120         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
4121 out_unlock:
4122         mutex_unlock(&wq->mutex);
4123         put_pwq_unlocked(old_pwq);
4124 }
4125
4126 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
4127 {
4128         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
4129         int cpu, ret;
4130
4131         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4132                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
4133                 if (!wq->cpu_pwqs)
4134                         return -ENOMEM;
4135
4136                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4137                         struct pool_workqueue *pwq =
4138                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4139                         struct worker_pool *cpu_pools =
4140                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
4141
4142                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
4143
4144                         mutex_lock(&wq->mutex);
4145                         link_pwq(pwq);
4146                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4147                 }
4148                 return 0;
4149         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
4150                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
4151                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
4152                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
4153                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
4154                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
4155                 return ret;
4156         } else {
4157                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
4158         }
4159 }
4160
4161 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
4162                                const char *name)
4163 {
4164         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
4165
4166         if (max_active < 1 || max_active > lim)
4167                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
4168                         max_active, name, 1, lim);
4169
4170         return clamp_val(max_active, 1, lim);
4171 }
4172
4173 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
4174                                                unsigned int flags,
4175                                                int max_active,
4176                                                struct lock_class_key *key,
4177                                                const char *lock_name, ...)
4178 {
4179         size_t tbl_size = 0;
4180         va_list args;
4181         struct workqueue_struct *wq;
4182         struct pool_workqueue *pwq;
4183
4184         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
4185         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
4186                 flags |= WQ_UNBOUND;
4187
4188         /* allocate wq and format name */
4189         if (flags & WQ_UNBOUND)
4190                 tbl_size = wq_numa_tbl_len * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
4191
4192         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
4193         if (!wq)
4194                 return NULL;
4195
4196         if (flags & WQ_UNBOUND) {
4197                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
4198                 if (!wq->unbound_attrs)
4199                         goto err_free_wq;
4200         }
4201
4202         va_start(args, lock_name);
4203         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
4204         va_end(args);
4205
4206         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
4207         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
4208
4209         /* init wq */
4210         wq->flags = flags;
4211         wq->saved_max_active = max_active;
4212         mutex_init(&wq->mutex);
4213         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
4214         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
4215         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
4216         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
4217         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4218
4219         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4220         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4221
4222         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4223                 goto err_free_wq;
4224
4225         /*
4226          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4227          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4228          */
4229         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4230                 struct worker *rescuer;
4231
4232                 rescuer = alloc_worker();
4233                 if (!rescuer)
4234                         goto err_destroy;
4235
4236                 rescuer->rescue_wq = wq;
4237                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4238                                                wq->name);
4239                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4240                         kfree(rescuer);
4241                         goto err_destroy;
4242                 }
4243
4244                 wq->rescuer = rescuer;
4245                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
4246                 wake_up_process(rescuer->task);
4247         }
4248
4249         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4250                 goto err_destroy;
4251
4252         /*
4253          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4254          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4255          * list.
4256          */
4257         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4258
4259         mutex_lock(&wq->mutex);
4260         for_each_pwq(pwq, wq)
4261                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4262         mutex_unlock(&wq->mutex);
4263
4264         list_add(&wq->list, &workqueues);
4265
4266         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4267
4268         return wq;
4269
4270 err_free_wq:
4271         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4272         kfree(wq);
4273         return NULL;
4274 err_destroy:
4275         destroy_workqueue(wq);
4276         return NULL;
4277 }
4278 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4279
4280 /**
4281  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4282  * @wq: target workqueue
4283  *
4284  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4285  */
4286 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4287 {
4288         struct pool_workqueue *pwq;
4289         int node;
4290
4291         /* drain it before proceeding with destruction */
4292         drain_workqueue(wq);
4293
4294         /* sanity checks */
4295         mutex_lock(&wq->mutex);
4296         for_each_pwq(pwq, wq) {
4297                 int i;
4298
4299                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4300                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4301                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4302                                 return;
4303                         }
4304                 }
4305
4306                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4307                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4308                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4309                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4310                         return;
4311                 }
4312         }
4313         mutex_unlock(&wq->mutex);
4314
4315         /*
4316          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4317          * flushing is complete in case freeze races us.
4318          */
4319         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4320         list_del_init(&wq->list);
4321         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4322
4323         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4324
4325         if (wq->rescuer) {
4326                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4327                 kfree(wq->rescuer);
4328                 wq->rescuer = NULL;
4329         }
4330
4331         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4332                 /*
4333                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4334                  * free the pwqs and wq.
4335                  */
4336                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
4337                 kfree(wq);
4338         } else {
4339                 /*
4340                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4341                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4342                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4343                  */
4344                 for_each_node(node) {
4345                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4346                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4347                         put_pwq_unlocked(pwq);
4348                 }
4349
4350                 /*
4351                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4352                  * put.  Don't access it afterwards.
4353                  */
4354                 pwq = wq->dfl_pwq;
4355                 wq->dfl_pwq = NULL;
4356                 put_pwq_unlocked(pwq);
4357         }
4358 }
4359 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4360
4361 /**
4362  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4363  * @wq: target workqueue
4364  * @max_active: new max_active value.
4365  *
4366  * Set max_active of @wq to @max_active.
4367  *
4368  * CONTEXT:
4369  * Don't call from IRQ context.
4370  */
4371 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4372 {
4373         struct pool_workqueue *pwq;
4374
4375         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4376         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4377                 return;
4378
4379         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4380
4381         mutex_lock(&wq->mutex);
4382
4383         wq->saved_max_active = max_active;
4384
4385         for_each_pwq(pwq, wq)
4386                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4387
4388         mutex_unlock(&wq->mutex);
4389 }
4390 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4391
4392 /**
4393  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4394  *
4395  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4396  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4397  *
4398  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4399  */
4400 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4401 {
4402         struct worker *worker = current_wq_worker();
4403
4404         return worker && worker->rescue_wq;
4405 }
4406
4407 /**
4408  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4409  * @cpu: CPU in question
4410  * @wq: target workqueue
4411  *
4412  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4413  * no synchronization around this function and the test result is
4414  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4415  *
4416  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4417  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4418  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4419  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4420  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4421  *
4422  * Return:
4423  * %true if congested, %false otherwise.
4424  */
4425 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4426 {
4427         struct pool_workqueue *pwq;
4428         bool ret;
4429
4430         rcu_read_lock_sched();
4431
4432         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4433                 cpu = smp_processor_id();
4434
4435         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4436                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4437         else
4438                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4439
4440         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4441         rcu_read_unlock_sched();
4442
4443         return ret;
4444 }
4445 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4446
4447 /**
4448  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4449  * @work: the work to be tested
4450  *
4451  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4452  * synchronization around this function and the test result is
4453  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4454  *
4455  * Return:
4456  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4457  */
4458 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4459 {
4460         struct worker_pool *pool;
4461         unsigned long flags;
4462         unsigned int ret = 0;
4463
4464         if (work_pending(work))
4465                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4466
4467         local_irq_save(flags);
4468         pool = get_work_pool(work);
4469         if (pool) {
4470                 spin_lock(&pool->lock);
4471                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4472                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4473                 spin_unlock(&pool->lock);
4474         }
4475         local_irq_restore(flags);
4476
4477         return ret;
4478 }
4479 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4480
4481 /**
4482  * set_worker_desc - set description for the current work item
4483  * @fmt: printf-style format string
4484  * @...: arguments for the format string
4485  *
4486  * This function can be called by a running work function to describe what
4487  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4488  * information will be printed out together to help debugging.  The
4489  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4490  */
4491 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4492 {
4493         struct worker *worker = current_wq_worker();
4494         va_list args;
4495
4496         if (worker) {
4497                 va_start(args, fmt);
4498                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4499                 va_end(args);
4500                 worker->desc_valid = true;
4501         }
4502 }
4503
4504 /**
4505  * print_worker_info - print out worker information and description
4506  * @log_lvl: the log level to use when printing
4507  * @task: target task
4508  *
4509  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4510  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4511  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4512  *
4513  * This function can be safely called on any task as long as the
4514  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4515  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4516  */
4517 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4518 {
4519         work_func_t *fn = NULL;
4520         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4521         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4522         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4523         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4524         bool desc_valid = false;
4525         struct worker *worker;
4526
4527         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4528                 return;
4529
4530         /*
4531          * This function is called without any synchronization and @task
4532          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4533          */
4534         worker = probe_kthread_data(task);
4535
4536         /*
4537          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4538          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4539          */
4540         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4541         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4542         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4543         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4544
4545         /* copy worker description */
4546         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4547         if (desc_valid)
4548                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4549
4550         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4551                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4552                 if (desc[0])
4553                         pr_cont(" (%s)", desc);
4554                 pr_cont("\n");
4555         }
4556 }
4557
4558 /*
4559  * CPU hotplug.
4560  *
4561  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4562  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4563  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4564  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4565  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4566  * blocked draining impractical.
4567  *
4568  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4569  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4570  * cpu comes back online.
4571  */
4572
4573 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4574 {
4575         int cpu = smp_processor_id();
4576         struct worker_pool *pool;
4577         struct worker *worker;
4578         int wi;
4579
4580         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4581                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4582
4583                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4584                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4585
4586                 /*
4587                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4588                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4589                  * except for the ones which are still executing works from
4590                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4591                  * this, they may become diasporas.
4592                  */
4593                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4594                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4595
4596                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4597
4598                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4599                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4600
4601                 /*
4602                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4603                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4604                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4605                  * from other cpus.
4606                  */
4607                 schedule();
4608
4609                 /*
4610                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4611                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4612                  * and keep_working() are always true as long as the
4613                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4614                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4615                  * are served by workers tied to the pool.
4616                  */
4617                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4618
4619                 /*
4620                  * With concurrency management just turned off, a busy
4621                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4622                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4623                  */
4624                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4625                 wake_up_worker(pool);
4626                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4627         }
4628 }
4629
4630 /**
4631  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4632  * @pool: pool of interest
4633  *
4634  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4635  */
4636 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4637 {
4638         struct worker *worker;
4639         int wi;
4640
4641         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4642
4643         /*
4644          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4645          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4646          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4647          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4648          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4649          */
4650         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4651                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4652                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4653
4654         spin_lock_irq(&pool->lock);
4655
4656         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4657                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4658
4659                 /*
4660                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4661                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4662                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4663                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4664                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4665                  * be bound before @pool->lock is released.
4666                  */
4667                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4668                         wake_up_process(worker->task);
4669
4670                 /*
4671                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4672                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4673                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4674                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4675                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4676                  * concurrency management.  Note that when or whether
4677                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4678                  *
4679                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4680                  * tested without holding any lock in
4681                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4682                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4683                  * management operations.
4684                  */
4685                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4686                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4687                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4688                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4689         }
4690
4691         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4692 }
4693
4694 /**
4695  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4696  * @pool: unbound pool of interest
4697  * @cpu: the CPU which is coming up
4698  *
4699  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4700  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4701  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4702  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4703  */
4704 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4705 {
4706         static cpumask_t cpumask;
4707         struct worker *worker;
4708         int wi;
4709
4710         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4711
4712         /* is @cpu allowed for @pool? */
4713         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4714                 return;
4715
4716         /* is @cpu the only online CPU? */
4717         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4718         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4719                 return;
4720
4721         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4722         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4723                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4724                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4725 }
4726
4727 /*
4728  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4729  * This will be registered high priority CPU notifier.
4730  */
4731 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4732                                                unsigned long action,
4733                                                void *hcpu)
4734 {
4735         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4736         struct worker_pool *pool;
4737         struct workqueue_struct *wq;
4738         int pi;
4739
4740         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4741         case CPU_UP_PREPARE:
4742                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4743                         if (pool->nr_workers)
4744                                 continue;
4745                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4746                                 return NOTIFY_BAD;
4747                 }
4748                 break;
4749
4750         case CPU_DOWN_FAILED:
4751         case CPU_ONLINE:
4752                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4753
4754                 for_each_pool(pool, pi) {
4755                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4756
4757                         if (pool->cpu == cpu) {
4758                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4759                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4760                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4761
4762                                 rebind_workers(pool);
4763                         } else if (pool->cpu < 0) {
4764                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4765                         }
4766
4767                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4768                 }
4769
4770                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4771                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4772                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4773
4774                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4775                 break;
4776         }
4777         return NOTIFY_OK;
4778 }
4779
4780 /*
4781  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4782  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4783  */
4784 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4785                                                  unsigned long action,
4786                                                  void *hcpu)
4787 {
4788         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4789         struct work_struct unbind_work;
4790         struct workqueue_struct *wq;
4791
4792         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4793         case CPU_DOWN_PREPARE:
4794                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4795                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4796                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4797
4798                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4799                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4800                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4801                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4802                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4803
4804                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4805                 flush_work(&unbind_work);
4806                 destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4807                 break;
4808         }
4809         return NOTIFY_OK;
4810 }
4811
4812 #ifdef CONFIG_SMP
4813
4814 struct work_for_cpu {
4815         struct work_struct work;
4816         long (*fn)(void *);
4817         void *arg;
4818         long ret;
4819 };
4820
4821 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4822 {
4823         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4824
4825         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4826 }
4827
4828 /**
4829  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4830  * @cpu: the cpu to run on
4831  * @fn: the function to run
4832  * @arg: the function arg
4833  *
4834  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4835  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4836  *
4837  * Return: The value @fn returns.
4838  */
4839 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4840 {
4841         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4842
4843         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4844         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4845         flush_work(&wfc.work);
4846         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4847         return wfc.ret;
4848 }
4849 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4850 #endif /* CONFIG_SMP */
4851
4852 #ifdef CONFIG_FREEZER
4853
4854 /**
4855  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4856  *
4857  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4858  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4859  * pool->worklist.
4860  *
4861  * CONTEXT:
4862  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4863  */
4864 void freeze_workqueues_begin(void)
4865 {
4866         struct worker_pool *pool;
4867         struct workqueue_struct *wq;
4868         struct pool_workqueue *pwq;
4869         int pi;
4870
4871         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4872
4873         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4874         workqueue_freezing = true;
4875
4876         /* set FREEZING */
4877         for_each_pool(pool, pi) {
4878                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4879                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4880                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4881                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4882         }
4883
4884         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4885                 mutex_lock(&wq->mutex);
4886                 for_each_pwq(pwq, wq)
4887                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4888                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4889         }
4890
4891         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4892 }
4893
4894 /**
4895  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4896  *
4897  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4898  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4899  *
4900  * CONTEXT:
4901  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4902  *
4903  * Return:
4904  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4905  * is complete.
4906  */
4907 bool freeze_workqueues_busy(void)
4908 {
4909         bool busy = false;
4910         struct workqueue_struct *wq;
4911         struct pool_workqueue *pwq;
4912
4913         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4914
4915         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4916
4917         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4918                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4919                         continue;
4920                 /*
4921                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4922                  * to peek without lock.
4923                  */
4924                 rcu_read_lock_sched();
4925                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4926                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4927                         if (pwq->nr_active) {
4928                                 busy = true;
4929                                 rcu_read_unlock_sched();
4930                                 goto out_unlock;
4931                         }
4932                 }
4933                 rcu_read_unlock_sched();
4934         }
4935 out_unlock:
4936         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4937         return busy;
4938 }
4939
4940 /**
4941  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4942  *
4943  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4944  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4945  *
4946  * CONTEXT:
4947  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4948  */
4949 void thaw_workqueues(void)
4950 {
4951         struct workqueue_struct *wq;
4952         struct pool_workqueue *pwq;
4953         struct worker_pool *pool;
4954         int pi;
4955
4956         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4957
4958         if (!workqueue_freezing)
4959                 goto out_unlock;
4960
4961         /* clear FREEZING */
4962         for_each_pool(pool, pi) {
4963                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4964                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4965                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4966                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4967         }
4968
4969         /* restore max_active and repopulate worklist */
4970         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4971                 mutex_lock(&wq->mutex);
4972                 for_each_pwq(pwq, wq)
4973                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4974                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4975         }
4976
4977         workqueue_freezing = false;
4978 out_unlock:
4979         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4980 }
4981 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4982
4983 static void __init wq_numa_init(void)
4984 {
4985         cpumask_var_t *tbl;
4986         int node, cpu;
4987
4988         /* determine NUMA pwq table len - highest node id + 1 */
4989         for_each_node(node)
4990                 wq_numa_tbl_len = max(wq_numa_tbl_len, node + 1);
4991
4992         if (num_possible_nodes() <= 1)
4993                 return;
4994
4995         if (wq_disable_numa) {
4996                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
4997                 return;
4998         }
4999
5000         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5001         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
5002
5003         /*
5004          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5005          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5006          * fully initialized by now.
5007          */
5008         tbl = kzalloc(wq_numa_tbl_len * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5009         BUG_ON(!tbl);
5010
5011         for_each_node(node)
5012                 BUG_ON(!alloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5013                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5014
5015         for_each_possible_cpu(cpu) {
5016                 node = cpu_to_node(cpu);
5017                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5018                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5019                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5020                         return;
5021                 }
5022                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5023         }
5024
5025         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5026         wq_numa_enabled = true;
5027 }
5028
5029 static int __init init_workqueues(void)
5030 {
5031         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5032         int i, cpu;
5033
5034         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5035
5036         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5037
5038         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5039         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5040
5041         wq_numa_init();
5042
5043         /* initialize CPU pools */
5044         for_each_possible_cpu(cpu) {
5045                 struct worker_pool *pool;
5046
5047                 i = 0;
5048                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5049                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5050                         pool->cpu = cpu;
5051                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5052                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5053                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5054
5055                         /* alloc pool ID */
5056                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5057                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5058                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5059                 }
5060         }
5061
5062         /* create the initial worker */
5063         for_each_online_cpu(cpu) {
5064                 struct worker_pool *pool;
5065
5066                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5067                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5068                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
5069                 }
5070         }
5071
5072         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5073         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5074                 struct workqueue_attrs *attrs;
5075
5076                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5077                 attrs->nice = std_nice[i];
5078                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5079
5080                 /*
5081                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5082                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5083                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5084                  */
5085                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5086                 attrs->nice = std_nice[i];
5087                 attrs->no_numa = true;
5088                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5089         }
5090
5091         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5092         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5093         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5094         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5095                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5096         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5097                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5098         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5099                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5100         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5101                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5102                                               0);
5103         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5104                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5105                !system_power_efficient_wq ||
5106                !system_freezable_power_efficient_wq);
5107         return 0;
5108 }
5109 early_initcall(init_workqueues);