workqueue: Use lockdep to assert IRQs are disabled/enabled
[linux-2.6-block.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/core-api/workqueue.rst 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          * attach_mutex to avoid changing binding state while
69          * worker_attach_to_pool() is in progress.
70          */
71         POOL_MANAGER_ACTIVE     = 1 << 0,       /* being managed */
72         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
73
74         /* worker flags */
75         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
76         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
77         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
78         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
79         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
80         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
81
82         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
83                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
84
85         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
86
87         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
88         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
89
90         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
91         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
92
93         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
94                                                 /* call for help after 10ms
95                                                    (min two ticks) */
96         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
97         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
98
99         /*
100          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
101          * all cpus.  Give MIN_NICE.
102          */
103         RESCUER_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
104         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
105
106         WQ_NAME_LEN             = 24,
107 };
108
109 /*
110  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
111  *
112  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
113  *    everyone else.
114  *
115  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
116  *    only be modified and accessed from the local cpu.
117  *
118  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
119  *
120  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
121  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
122  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
123  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
124  *
125  * A: pool->attach_mutex protected.
126  *
127  * PL: wq_pool_mutex protected.
128  *
129  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
130  *
131  * PW: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either for reads.
132  *
133  * PWR: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either or
134  *      sched-RCU for reads.
135  *
136  * WQ: wq->mutex protected.
137  *
138  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
139  *
140  * MD: wq_mayday_lock protected.
141  */
142
143 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
144
145 struct worker_pool {
146         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
147         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
148         int                     node;           /* I: the associated node ID */
149         int                     id;             /* I: pool ID */
150         unsigned int            flags;          /* X: flags */
151
152         unsigned long           watchdog_ts;    /* L: watchdog timestamp */
153
154         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
155         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
156
157         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
158         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
159
160         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
161         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
162         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
163
164         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
165         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
166                                                 /* L: hash of busy workers */
167
168         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
169         struct worker           *manager;       /* L: purely informational */
170         struct mutex            attach_mutex;   /* attach/detach exclusion */
171         struct list_head        workers;        /* A: attached workers */
172         struct completion       *detach_completion; /* all workers detached */
173
174         struct ida              worker_ida;     /* worker IDs for task name */
175
176         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
177         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
178         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
179
180         /*
181          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
182          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
183          * cacheline.
184          */
185         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187         /*
188          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
189          * from get_work_pool().
190          */
191         struct rcu_head         rcu;
192 } ____cacheline_aligned_in_smp;
193
194 /*
195  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
196  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
197  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
198  * number of flag bits.
199  */
200 struct pool_workqueue {
201         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
202         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
203         int                     work_color;     /* L: current color */
204         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
205         int                     refcnt;         /* L: reference count */
206         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
207                                                 /* L: nr of in_flight works */
208         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
209         int                     max_active;     /* L: max active works */
210         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
211         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
212         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
213
214         /*
215          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
216          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
217          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
218          * determined without grabbing wq->mutex.
219          */
220         struct work_struct      unbound_release_work;
221         struct rcu_head         rcu;
222 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
223
224 /*
225  * Structure used to wait for workqueue flush.
226  */
227 struct wq_flusher {
228         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
229         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
230         struct completion       done;           /* flush completion */
231 };
232
233 struct wq_device;
234
235 /*
236  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
237  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
238  */
239 struct workqueue_struct {
240         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
241         struct list_head        list;           /* PR: list of all workqueues */
242
243         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
244         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
245         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
246         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
247         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
248         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
249         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
250
251         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
252         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
253
254         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
255         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
256
257         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* PW: only for unbound wqs */
258         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* PW: only for unbound wqs */
259
260 #ifdef CONFIG_SYSFS
261         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
262 #endif
263 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
264         struct lockdep_map      lockdep_map;
265 #endif
266         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
267
268         /*
269          * Destruction of workqueue_struct is sched-RCU protected to allow
270          * walking the workqueues list without grabbing wq_pool_mutex.
271          * This is used to dump all workqueues from sysrq.
272          */
273         struct rcu_head         rcu;
274
275         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
276         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
277         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
278         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* PWR: unbound pwqs indexed by node */
279 };
280
281 static struct kmem_cache *pwq_cache;
282
283 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
284                                         /* possible CPUs of each node */
285
286 static bool wq_disable_numa;
287 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
288
289 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
290 static bool wq_power_efficient = IS_ENABLED(CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT);
291 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
292
293 static bool wq_online;                  /* can kworkers be created yet? */
294
295 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
296
297 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
298 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
299
300 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
301 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
302 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(wq_manager_wait); /* wait for manager to go away */
303
304 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PR: list of all workqueues */
305 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
306
307 /* PL: allowable cpus for unbound wqs and work items */
308 static cpumask_var_t wq_unbound_cpumask;
309
310 /* CPU where unbound work was last round robin scheduled from this CPU */
311 static DEFINE_PER_CPU(int, wq_rr_cpu_last);
312
313 /*
314  * Local execution of unbound work items is no longer guaranteed.  The
315  * following always forces round-robin CPU selection on unbound work items
316  * to uncover usages which depend on it.
317  */
318 #ifdef CONFIG_DEBUG_WQ_FORCE_RR_CPU
319 static bool wq_debug_force_rr_cpu = true;
320 #else
321 static bool wq_debug_force_rr_cpu = false;
322 #endif
323 module_param_named(debug_force_rr_cpu, wq_debug_force_rr_cpu, bool, 0644);
324
325 /* the per-cpu worker pools */
326 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS], cpu_worker_pools);
327
328 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
329
330 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
331 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
332
333 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
334 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
335
336 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
337 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
338
339 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
340 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
341 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
342 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
343 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
344 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
345 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
347 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
348 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
349 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
350 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
351 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
352 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
353
354 static int worker_thread(void *__worker);
355 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq);
356
357 #define CREATE_TRACE_POINTS
358 #include <trace/events/workqueue.h>
359
360 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
361         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
362                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
363                          "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
364
365 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
366         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
367                          !lockdep_is_held(&wq->mutex),                  \
368                          "sched RCU or wq->mutex should be held")
369
370 #define assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq)                        \
371         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
372                          !lockdep_is_held(&wq->mutex) &&                \
373                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
374                          "sched RCU, wq->mutex or wq_pool_mutex should be held")
375
376 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
377         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
378              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
379              (pool)++)
380
381 /**
382  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
383  * @pool: iteration cursor
384  * @pi: integer used for iteration
385  *
386  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
387  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
388  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
389  *
390  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
391  * ignored.
392  */
393 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
394         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
395                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
396                 else
397
398 /**
399  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
400  * @worker: iteration cursor
401  * @pool: worker_pool to iterate workers of
402  *
403  * This must be called with @pool->attach_mutex.
404  *
405  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
406  * ignored.
407  */
408 #define for_each_pool_worker(worker, pool)                              \
409         list_for_each_entry((worker), &(pool)->workers, node)           \
410                 if (({ lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex); false; })) { } \
411                 else
412
413 /**
414  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
415  * @pwq: iteration cursor
416  * @wq: the target workqueue
417  *
418  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
419  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
420  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
421  *
422  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
423  * ignored.
424  */
425 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
426         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
427                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
428                 else
429
430 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
431
432 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
433
434 static void *work_debug_hint(void *addr)
435 {
436         return ((struct work_struct *) addr)->func;
437 }
438
439 static bool work_is_static_object(void *addr)
440 {
441         struct work_struct *work = addr;
442
443         return test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work));
444 }
445
446 /*
447  * fixup_init is called when:
448  * - an active object is initialized
449  */
450 static bool work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
451 {
452         struct work_struct *work = addr;
453
454         switch (state) {
455         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
456                 cancel_work_sync(work);
457                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
458                 return true;
459         default:
460                 return false;
461         }
462 }
463
464 /*
465  * fixup_free is called when:
466  * - an active object is freed
467  */
468 static bool work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
469 {
470         struct work_struct *work = addr;
471
472         switch (state) {
473         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
474                 cancel_work_sync(work);
475                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
476                 return true;
477         default:
478                 return false;
479         }
480 }
481
482 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
483         .name           = "work_struct",
484         .debug_hint     = work_debug_hint,
485         .is_static_object = work_is_static_object,
486         .fixup_init     = work_fixup_init,
487         .fixup_free     = work_fixup_free,
488 };
489
490 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
491 {
492         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
493 }
494
495 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
496 {
497         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
498 }
499
500 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
501 {
502         if (onstack)
503                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
504         else
505                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
506 }
507 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
508
509 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
510 {
511         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
514
515 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
516 {
517         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
518         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
519 }
520 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_work_on_stack);
521
522 #else
523 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
524 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
525 #endif
526
527 /**
528  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
529  * @pool: the pool pointer of interest
530  *
531  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
532  * successfully, -errno on failure.
533  */
534 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
535 {
536         int ret;
537
538         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
539
540         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
541                         GFP_KERNEL);
542         if (ret >= 0) {
543                 pool->id = ret;
544                 return 0;
545         }
546         return ret;
547 }
548
549 /**
550  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
551  * @wq: the target workqueue
552  * @node: the node ID
553  *
554  * This must be called with any of wq_pool_mutex, wq->mutex or sched RCU
555  * read locked.
556  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
557  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
558  *
559  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
560  */
561 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
562                                                   int node)
563 {
564         assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq);
565
566         /*
567          * XXX: @node can be NUMA_NO_NODE if CPU goes offline while a
568          * delayed item is pending.  The plan is to keep CPU -> NODE
569          * mapping valid and stable across CPU on/offlines.  Once that
570          * happens, this workaround can be removed.
571          */
572         if (unlikely(node == NUMA_NO_NODE))
573                 return wq->dfl_pwq;
574
575         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
576 }
577
578 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
579 {
580         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
581 }
582
583 static int get_work_color(struct work_struct *work)
584 {
585         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
586                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
587 }
588
589 static int work_next_color(int color)
590 {
591         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
592 }
593
594 /*
595  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
596  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
597  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
598  *
599  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
600  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
601  * work->data.  These functions should only be called while the work is
602  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
603  *
604  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
605  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
606  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
607  * available only while the work item is queued.
608  *
609  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
610  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
611  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
612  * try to steal the PENDING bit.
613  */
614 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
615                                  unsigned long flags)
616 {
617         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
618         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
619 }
620
621 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
622                          unsigned long extra_flags)
623 {
624         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
625                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
626 }
627
628 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
629                                            int pool_id)
630 {
631         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
632                       WORK_STRUCT_PENDING);
633 }
634
635 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
636                                             int pool_id)
637 {
638         /*
639          * The following wmb is paired with the implied mb in
640          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
641          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
642          * owner.
643          */
644         smp_wmb();
645         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
646         /*
647          * The following mb guarantees that previous clear of a PENDING bit
648          * will not be reordered with any speculative LOADS or STORES from
649          * work->current_func, which is executed afterwards.  This possible
650          * reordering can lead to a missed execution on attempt to qeueue
651          * the same @work.  E.g. consider this case:
652          *
653          *   CPU#0                         CPU#1
654          *   ----------------------------  --------------------------------
655          *
656          * 1  STORE event_indicated
657          * 2  queue_work_on() {
658          * 3    test_and_set_bit(PENDING)
659          * 4 }                             set_..._and_clear_pending() {
660          * 5                                 set_work_data() # clear bit
661          * 6                                 smp_mb()
662          * 7                               work->current_func() {
663          * 8                                  LOAD event_indicated
664          *                                 }
665          *
666          * Without an explicit full barrier speculative LOAD on line 8 can
667          * be executed before CPU#0 does STORE on line 1.  If that happens,
668          * CPU#0 observes the PENDING bit is still set and new execution of
669          * a @work is not queued in a hope, that CPU#1 will eventually
670          * finish the queued @work.  Meanwhile CPU#1 does not see
671          * event_indicated is set, because speculative LOAD was executed
672          * before actual STORE.
673          */
674         smp_mb();
675 }
676
677 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
678 {
679         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
680         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
681 }
682
683 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
684 {
685         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
686
687         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
688                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
689         else
690                 return NULL;
691 }
692
693 /**
694  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
695  * @work: the work item of interest
696  *
697  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
698  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
699  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
700  *
701  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
702  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
703  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
704  * returned pool is and stays online.
705  *
706  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
707  */
708 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
709 {
710         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
711         int pool_id;
712
713         assert_rcu_or_pool_mutex();
714
715         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
716                 return ((struct pool_workqueue *)
717                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
718
719         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
720         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
721                 return NULL;
722
723         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
724 }
725
726 /**
727  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
728  * @work: the work item of interest
729  *
730  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
731  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
732  */
733 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
734 {
735         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
736
737         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
738                 return ((struct pool_workqueue *)
739                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
740
741         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
742 }
743
744 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
745 {
746         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
747
748         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
749         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
750 }
751
752 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
753 {
754         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
755
756         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
757 }
758
759 /*
760  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
761  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
762  * they're being called with pool->lock held.
763  */
764
765 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
766 {
767         return !atomic_read(&pool->nr_running);
768 }
769
770 /*
771  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
772  * running workers.
773  *
774  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
775  * function will always return %true for unbound pools as long as the
776  * worklist isn't empty.
777  */
778 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
779 {
780         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
781 }
782
783 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
784 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
785 {
786         return pool->nr_idle;
787 }
788
789 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
790 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
791 {
792         return !list_empty(&pool->worklist) &&
793                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
794 }
795
796 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
797 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
798 {
799         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
800 }
801
802 /* Do we have too many workers and should some go away? */
803 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
804 {
805         bool managing = pool->flags & POOL_MANAGER_ACTIVE;
806         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
807         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
808
809         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
810 }
811
812 /*
813  * Wake up functions.
814  */
815
816 /* Return the first idle worker.  Safe with preemption disabled */
817 static struct worker *first_idle_worker(struct worker_pool *pool)
818 {
819         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
820                 return NULL;
821
822         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
823 }
824
825 /**
826  * wake_up_worker - wake up an idle worker
827  * @pool: worker pool to wake worker from
828  *
829  * Wake up the first idle worker of @pool.
830  *
831  * CONTEXT:
832  * spin_lock_irq(pool->lock).
833  */
834 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
835 {
836         struct worker *worker = first_idle_worker(pool);
837
838         if (likely(worker))
839                 wake_up_process(worker->task);
840 }
841
842 /**
843  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
844  * @task: task waking up
845  * @cpu: CPU @task is waking up to
846  *
847  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
848  * being awoken.
849  *
850  * CONTEXT:
851  * spin_lock_irq(rq->lock)
852  */
853 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
854 {
855         struct worker *worker = kthread_data(task);
856
857         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
858                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
859                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
860         }
861 }
862
863 /**
864  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
865  * @task: task going to sleep
866  *
867  * This function is called during schedule() when a busy worker is
868  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
869  * returning pointer to its task.
870  *
871  * CONTEXT:
872  * spin_lock_irq(rq->lock)
873  *
874  * Return:
875  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
876  */
877 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task)
878 {
879         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
880         struct worker_pool *pool;
881
882         /*
883          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
884          * workers, also reach here, let's not access anything before
885          * checking NOT_RUNNING.
886          */
887         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
888                 return NULL;
889
890         pool = worker->pool;
891
892         /* this can only happen on the local cpu */
893         if (WARN_ON_ONCE(pool->cpu != raw_smp_processor_id()))
894                 return NULL;
895
896         /*
897          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
898          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
899          * Please read comment there.
900          *
901          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
902          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
903          * disabled, which in turn means that none else could be
904          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
905          * lock is safe.
906          */
907         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
908             !list_empty(&pool->worklist))
909                 to_wakeup = first_idle_worker(pool);
910         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
911 }
912
913 /**
914  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
915  * @worker: self
916  * @flags: flags to set
917  *
918  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
919  *
920  * CONTEXT:
921  * spin_lock_irq(pool->lock)
922  */
923 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
924 {
925         struct worker_pool *pool = worker->pool;
926
927         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
928
929         /* If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running. */
930         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
931             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
932                 atomic_dec(&pool->nr_running);
933         }
934
935         worker->flags |= flags;
936 }
937
938 /**
939  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
940  * @worker: self
941  * @flags: flags to clear
942  *
943  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
944  *
945  * CONTEXT:
946  * spin_lock_irq(pool->lock)
947  */
948 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
949 {
950         struct worker_pool *pool = worker->pool;
951         unsigned int oflags = worker->flags;
952
953         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
954
955         worker->flags &= ~flags;
956
957         /*
958          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
959          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
960          * of multiple flags, not a single flag.
961          */
962         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
963                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
964                         atomic_inc(&pool->nr_running);
965 }
966
967 /**
968  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
969  * @pool: pool of interest
970  * @work: work to find worker for
971  *
972  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
973  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
974  * to match, its current execution should match the address of @work and
975  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
976  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
977  * being executed.
978  *
979  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
980  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
981  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
982  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
983  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
984  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
985  *
986  * This function checks the work item address and work function to avoid
987  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
988  * work function which can introduce dependency onto itself through a
989  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
990  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
991  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
992  *
993  * CONTEXT:
994  * spin_lock_irq(pool->lock).
995  *
996  * Return:
997  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
998  * otherwise.
999  */
1000 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
1001                                                  struct work_struct *work)
1002 {
1003         struct worker *worker;
1004
1005         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
1006                                (unsigned long)work)
1007                 if (worker->current_work == work &&
1008                     worker->current_func == work->func)
1009                         return worker;
1010
1011         return NULL;
1012 }
1013
1014 /**
1015  * move_linked_works - move linked works to a list
1016  * @work: start of series of works to be scheduled
1017  * @head: target list to append @work to
1018  * @nextp: out parameter for nested worklist walking
1019  *
1020  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1021  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1022  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1023  *
1024  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1025  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1026  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1027  *
1028  * CONTEXT:
1029  * spin_lock_irq(pool->lock).
1030  */
1031 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1032                               struct work_struct **nextp)
1033 {
1034         struct work_struct *n;
1035
1036         /*
1037          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1038          * use NULL for list head.
1039          */
1040         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1041                 list_move_tail(&work->entry, head);
1042                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1043                         break;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1048          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1049          * needs to be updated.
1050          */
1051         if (nextp)
1052                 *nextp = n;
1053 }
1054
1055 /**
1056  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1057  * @pwq: pool_workqueue to get
1058  *
1059  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1060  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1061  */
1062 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1063 {
1064         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1065         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1066         pwq->refcnt++;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1071  * @pwq: pool_workqueue to put
1072  *
1073  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1074  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1075  */
1076 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1077 {
1078         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1079         if (likely(--pwq->refcnt))
1080                 return;
1081         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1082                 return;
1083         /*
1084          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1085          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1086          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1087          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1088          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1089          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1090          */
1091         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1092 }
1093
1094 /**
1095  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1096  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1097  *
1098  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1099  */
1100 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1101 {
1102         if (pwq) {
1103                 /*
1104                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1105                  * following lock operations are safe.
1106                  */
1107                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1108                 put_pwq(pwq);
1109                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1114 {
1115         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1116
1117         trace_workqueue_activate_work(work);
1118         if (list_empty(&pwq->pool->worklist))
1119                 pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1120         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1121         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1122         pwq->nr_active++;
1123 }
1124
1125 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1126 {
1127         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1128                                                     struct work_struct, entry);
1129
1130         pwq_activate_delayed_work(work);
1131 }
1132
1133 /**
1134  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1135  * @pwq: pwq of interest
1136  * @color: color of work which left the queue
1137  *
1138  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1139  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1140  *
1141  * CONTEXT:
1142  * spin_lock_irq(pool->lock).
1143  */
1144 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1145 {
1146         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1147         if (color == WORK_NO_COLOR)
1148                 goto out_put;
1149
1150         pwq->nr_in_flight[color]--;
1151
1152         pwq->nr_active--;
1153         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1154                 /* one down, submit a delayed one */
1155                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1156                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1157         }
1158
1159         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1160         if (likely(pwq->flush_color != color))
1161                 goto out_put;
1162
1163         /* are there still in-flight works? */
1164         if (pwq->nr_in_flight[color])
1165                 goto out_put;
1166
1167         /* this pwq is done, clear flush_color */
1168         pwq->flush_color = -1;
1169
1170         /*
1171          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1172          * will handle the rest.
1173          */
1174         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1175                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1176 out_put:
1177         put_pwq(pwq);
1178 }
1179
1180 /**
1181  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1182  * @work: work item to steal
1183  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1184  * @flags: place to store irq state
1185  *
1186  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1187  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1188  *
1189  * Return:
1190  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1191  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1192  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1193  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1194  *              for arbitrarily long
1195  *
1196  * Note:
1197  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1198  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1199  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1200  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1201  *
1202  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1203  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1204  *
1205  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1206  */
1207 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1208                                unsigned long *flags)
1209 {
1210         struct worker_pool *pool;
1211         struct pool_workqueue *pwq;
1212
1213         local_irq_save(*flags);
1214
1215         /* try to steal the timer if it exists */
1216         if (is_dwork) {
1217                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1218
1219                 /*
1220                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1221                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1222                  * running on the local CPU.
1223                  */
1224                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1225                         return 1;
1226         }
1227
1228         /* try to claim PENDING the normal way */
1229         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1230                 return 0;
1231
1232         /*
1233          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1234          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1235          */
1236         pool = get_work_pool(work);
1237         if (!pool)
1238                 goto fail;
1239
1240         spin_lock(&pool->lock);
1241         /*
1242          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1243          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1244          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1245          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1246          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1247          * item is currently queued on that pool.
1248          */
1249         pwq = get_work_pwq(work);
1250         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1251                 debug_work_deactivate(work);
1252
1253                 /*
1254                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1255                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1256                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1257                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1258                  * item is activated before grabbing.
1259                  */
1260                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1261                         pwq_activate_delayed_work(work);
1262
1263                 list_del_init(&work->entry);
1264                 pwq_dec_nr_in_flight(pwq, get_work_color(work));
1265
1266                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1267                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1268
1269                 spin_unlock(&pool->lock);
1270                 return 1;
1271         }
1272         spin_unlock(&pool->lock);
1273 fail:
1274         local_irq_restore(*flags);
1275         if (work_is_canceling(work))
1276                 return -ENOENT;
1277         cpu_relax();
1278         return -EAGAIN;
1279 }
1280
1281 /**
1282  * insert_work - insert a work into a pool
1283  * @pwq: pwq @work belongs to
1284  * @work: work to insert
1285  * @head: insertion point
1286  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1287  *
1288  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1289  * work_struct flags.
1290  *
1291  * CONTEXT:
1292  * spin_lock_irq(pool->lock).
1293  */
1294 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1295                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1296 {
1297         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1298
1299         /* we own @work, set data and link */
1300         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1301         list_add_tail(&work->entry, head);
1302         get_pwq(pwq);
1303
1304         /*
1305          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1306          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1307          * around lazily while there are works to be processed.
1308          */
1309         smp_mb();
1310
1311         if (__need_more_worker(pool))
1312                 wake_up_worker(pool);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1317  * same workqueue.
1318  */
1319 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1320 {
1321         struct worker *worker;
1322
1323         worker = current_wq_worker();
1324         /*
1325          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1326          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1327          */
1328         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * When queueing an unbound work item to a wq, prefer local CPU if allowed
1333  * by wq_unbound_cpumask.  Otherwise, round robin among the allowed ones to
1334  * avoid perturbing sensitive tasks.
1335  */
1336 static int wq_select_unbound_cpu(int cpu)
1337 {
1338         static bool printed_dbg_warning;
1339         int new_cpu;
1340
1341         if (likely(!wq_debug_force_rr_cpu)) {
1342                 if (cpumask_test_cpu(cpu, wq_unbound_cpumask))
1343                         return cpu;
1344         } else if (!printed_dbg_warning) {
1345                 pr_warn("workqueue: round-robin CPU selection forced, expect performance impact\n");
1346                 printed_dbg_warning = true;
1347         }
1348
1349         if (cpumask_empty(wq_unbound_cpumask))
1350                 return cpu;
1351
1352         new_cpu = __this_cpu_read(wq_rr_cpu_last);
1353         new_cpu = cpumask_next_and(new_cpu, wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1354         if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids)) {
1355                 new_cpu = cpumask_first_and(wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1356                 if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids))
1357                         return cpu;
1358         }
1359         __this_cpu_write(wq_rr_cpu_last, new_cpu);
1360
1361         return new_cpu;
1362 }
1363
1364 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1365                          struct work_struct *work)
1366 {
1367         struct pool_workqueue *pwq;
1368         struct worker_pool *last_pool;
1369         struct list_head *worklist;
1370         unsigned int work_flags;
1371         unsigned int req_cpu = cpu;
1372
1373         /*
1374          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1375          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1376          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1377          * happen with IRQ disabled.
1378          */
1379         lockdep_assert_irqs_disabled();
1380
1381         debug_work_activate(work);
1382
1383         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1384         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1385             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1386                 return;
1387 retry:
1388         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1389                 cpu = wq_select_unbound_cpu(raw_smp_processor_id());
1390
1391         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1392         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1393                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1394         else
1395                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1396
1397         /*
1398          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1399          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1400          * pool to guarantee non-reentrancy.
1401          */
1402         last_pool = get_work_pool(work);
1403         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1404                 struct worker *worker;
1405
1406                 spin_lock(&last_pool->lock);
1407
1408                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1409
1410                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1411                         pwq = worker->current_pwq;
1412                 } else {
1413                         /* meh... not running there, queue here */
1414                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1415                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1416                 }
1417         } else {
1418                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1419         }
1420
1421         /*
1422          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1423          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1424          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1425          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1426          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1427          * make forward-progress.
1428          */
1429         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1430                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1431                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1432                         cpu_relax();
1433                         goto retry;
1434                 }
1435                 /* oops */
1436                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1437                           wq->name, cpu);
1438         }
1439
1440         /* pwq determined, queue */
1441         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1442
1443         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1444                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1445                 return;
1446         }
1447
1448         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1449         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1450
1451         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1452                 trace_workqueue_activate_work(work);
1453                 pwq->nr_active++;
1454                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1455                 if (list_empty(worklist))
1456                         pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1457         } else {
1458                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1459                 worklist = &pwq->delayed_works;
1460         }
1461
1462         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1463
1464         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1465 }
1466
1467 /**
1468  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1469  * @cpu: CPU number to execute work on
1470  * @wq: workqueue to use
1471  * @work: work to queue
1472  *
1473  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1474  * can't go away.
1475  *
1476  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1477  */
1478 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1479                    struct work_struct *work)
1480 {
1481         bool ret = false;
1482         unsigned long flags;
1483
1484         local_irq_save(flags);
1485
1486         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1487                 __queue_work(cpu, wq, work);
1488                 ret = true;
1489         }
1490
1491         local_irq_restore(flags);
1492         return ret;
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1495
1496 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1497 {
1498         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1499
1500         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1501         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1502 }
1503 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1504
1505 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1506                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1507 {
1508         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1509         struct work_struct *work = &dwork->work;
1510
1511         WARN_ON_ONCE(!wq);
1512         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1513                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1514         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1515         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1516
1517         /*
1518          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1519          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1520          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1521          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1522          */
1523         if (!delay) {
1524                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1525                 return;
1526         }
1527
1528         dwork->wq = wq;
1529         dwork->cpu = cpu;
1530         timer->expires = jiffies + delay;
1531
1532         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1533                 add_timer_on(timer, cpu);
1534         else
1535                 add_timer(timer);
1536 }
1537
1538 /**
1539  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1540  * @cpu: CPU number to execute work on
1541  * @wq: workqueue to use
1542  * @dwork: work to queue
1543  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1544  *
1545  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1546  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1547  * execution.
1548  */
1549 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1550                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1551 {
1552         struct work_struct *work = &dwork->work;
1553         bool ret = false;
1554         unsigned long flags;
1555
1556         /* read the comment in __queue_work() */
1557         local_irq_save(flags);
1558
1559         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1560                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1561                 ret = true;
1562         }
1563
1564         local_irq_restore(flags);
1565         return ret;
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1568
1569 /**
1570  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1571  * @cpu: CPU number to execute work on
1572  * @wq: workqueue to use
1573  * @dwork: work to queue
1574  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1575  *
1576  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1577  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1578  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1579  * current state.
1580  *
1581  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1582  * pending and its timer was modified.
1583  *
1584  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1585  * See try_to_grab_pending() for details.
1586  */
1587 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1588                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1589 {
1590         unsigned long flags;
1591         int ret;
1592
1593         do {
1594                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1595         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1596
1597         if (likely(ret >= 0)) {
1598                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1599                 local_irq_restore(flags);
1600         }
1601
1602         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1603         return ret;
1604 }
1605 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1606
1607 /**
1608  * worker_enter_idle - enter idle state
1609  * @worker: worker which is entering idle state
1610  *
1611  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1612  * necessary.
1613  *
1614  * LOCKING:
1615  * spin_lock_irq(pool->lock).
1616  */
1617 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1618 {
1619         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1620
1621         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1622             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1623                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1624                 return;
1625
1626         /* can't use worker_set_flags(), also called from create_worker() */
1627         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1628         pool->nr_idle++;
1629         worker->last_active = jiffies;
1630
1631         /* idle_list is LIFO */
1632         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1633
1634         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1635                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1636
1637         /*
1638          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1639          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1640          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1641          * unbind is not in progress.
1642          */
1643         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1644                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1645                      atomic_read(&pool->nr_running));
1646 }
1647
1648 /**
1649  * worker_leave_idle - leave idle state
1650  * @worker: worker which is leaving idle state
1651  *
1652  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1653  *
1654  * LOCKING:
1655  * spin_lock_irq(pool->lock).
1656  */
1657 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1658 {
1659         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1660
1661         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1662                 return;
1663         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1664         pool->nr_idle--;
1665         list_del_init(&worker->entry);
1666 }
1667
1668 static struct worker *alloc_worker(int node)
1669 {
1670         struct worker *worker;
1671
1672         worker = kzalloc_node(sizeof(*worker), GFP_KERNEL, node);
1673         if (worker) {
1674                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1675                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1676                 INIT_LIST_HEAD(&worker->node);
1677                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1678                 worker->flags = WORKER_PREP;
1679         }
1680         return worker;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * worker_attach_to_pool() - attach a worker to a pool
1685  * @worker: worker to be attached
1686  * @pool: the target pool
1687  *
1688  * Attach @worker to @pool.  Once attached, the %WORKER_UNBOUND flag and
1689  * cpu-binding of @worker are kept coordinated with the pool across
1690  * cpu-[un]hotplugs.
1691  */
1692 static void worker_attach_to_pool(struct worker *worker,
1693                                    struct worker_pool *pool)
1694 {
1695         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1696
1697         /*
1698          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1699          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1700          */
1701         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1702
1703         /*
1704          * The pool->attach_mutex ensures %POOL_DISASSOCIATED remains
1705          * stable across this function.  See the comments above the
1706          * flag definition for details.
1707          */
1708         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1709                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1710
1711         list_add_tail(&worker->node, &pool->workers);
1712
1713         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1714 }
1715
1716 /**
1717  * worker_detach_from_pool() - detach a worker from its pool
1718  * @worker: worker which is attached to its pool
1719  * @pool: the pool @worker is attached to
1720  *
1721  * Undo the attaching which had been done in worker_attach_to_pool().  The
1722  * caller worker shouldn't access to the pool after detached except it has
1723  * other reference to the pool.
1724  */
1725 static void worker_detach_from_pool(struct worker *worker,
1726                                     struct worker_pool *pool)
1727 {
1728         struct completion *detach_completion = NULL;
1729
1730         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1731         list_del(&worker->node);
1732         if (list_empty(&pool->workers))
1733                 detach_completion = pool->detach_completion;
1734         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1735
1736         /* clear leftover flags without pool->lock after it is detached */
1737         worker->flags &= ~(WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND);
1738
1739         if (detach_completion)
1740                 complete(detach_completion);
1741 }
1742
1743 /**
1744  * create_worker - create a new workqueue worker
1745  * @pool: pool the new worker will belong to
1746  *
1747  * Create and start a new worker which is attached to @pool.
1748  *
1749  * CONTEXT:
1750  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1751  *
1752  * Return:
1753  * Pointer to the newly created worker.
1754  */
1755 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1756 {
1757         struct worker *worker = NULL;
1758         int id = -1;
1759         char id_buf[16];
1760
1761         /* ID is needed to determine kthread name */
1762         id = ida_simple_get(&pool->worker_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
1763         if (id < 0)
1764                 goto fail;
1765
1766         worker = alloc_worker(pool->node);
1767         if (!worker)
1768                 goto fail;
1769
1770         worker->pool = pool;
1771         worker->id = id;
1772
1773         if (pool->cpu >= 0)
1774                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1775                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1776         else
1777                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1778
1779         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1780                                               "kworker/%s", id_buf);
1781         if (IS_ERR(worker->task))
1782                 goto fail;
1783
1784         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1785         kthread_bind_mask(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1786
1787         /* successful, attach the worker to the pool */
1788         worker_attach_to_pool(worker, pool);
1789
1790         /* start the newly created worker */
1791         spin_lock_irq(&pool->lock);
1792         worker->pool->nr_workers++;
1793         worker_enter_idle(worker);
1794         wake_up_process(worker->task);
1795         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1796
1797         return worker;
1798
1799 fail:
1800         if (id >= 0)
1801                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, id);
1802         kfree(worker);
1803         return NULL;
1804 }
1805
1806 /**
1807  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1808  * @worker: worker to be destroyed
1809  *
1810  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.  The worker should
1811  * be idle.
1812  *
1813  * CONTEXT:
1814  * spin_lock_irq(pool->lock).
1815  */
1816 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1817 {
1818         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1819
1820         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1821
1822         /* sanity check frenzy */
1823         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1824             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)) ||
1825             WARN_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1826                 return;
1827
1828         pool->nr_workers--;
1829         pool->nr_idle--;
1830
1831         list_del_init(&worker->entry);
1832         worker->flags |= WORKER_DIE;
1833         wake_up_process(worker->task);
1834 }
1835
1836 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1837 {
1838         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1839
1840         spin_lock_irq(&pool->lock);
1841
1842         while (too_many_workers(pool)) {
1843                 struct worker *worker;
1844                 unsigned long expires;
1845
1846                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1847                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1848                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1849
1850                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1851                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1852                         break;
1853                 }
1854
1855                 destroy_worker(worker);
1856         }
1857
1858         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1859 }
1860
1861 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1862 {
1863         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1864         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1865
1866         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1867
1868         if (!wq->rescuer)
1869                 return;
1870
1871         /* mayday mayday mayday */
1872         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1873                 /*
1874                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1875                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1876                  * rescuer is done with it.
1877                  */
1878                 get_pwq(pwq);
1879                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1880                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1881         }
1882 }
1883
1884 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1885 {
1886         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1887         struct work_struct *work;
1888
1889         spin_lock_irq(&pool->lock);
1890         spin_lock(&wq_mayday_lock);             /* for wq->maydays */
1891
1892         if (need_to_create_worker(pool)) {
1893                 /*
1894                  * We've been trying to create a new worker but
1895                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1896                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1897                  * rescuers.
1898                  */
1899                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1900                         send_mayday(work);
1901         }
1902
1903         spin_unlock(&wq_mayday_lock);
1904         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1905
1906         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1907 }
1908
1909 /**
1910  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1911  * @pool: pool to create a new worker for
1912  *
1913  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1914  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1915  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1916  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1917  * possible allocation deadlock.
1918  *
1919  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1920  * may_start_working() %true.
1921  *
1922  * LOCKING:
1923  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1924  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1925  * manager.
1926  */
1927 static void maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1928 __releases(&pool->lock)
1929 __acquires(&pool->lock)
1930 {
1931 restart:
1932         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1933
1934         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1935         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1936
1937         while (true) {
1938                 if (create_worker(pool) || !need_to_create_worker(pool))
1939                         break;
1940
1941                 schedule_timeout_interruptible(CREATE_COOLDOWN);
1942
1943                 if (!need_to_create_worker(pool))
1944                         break;
1945         }
1946
1947         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1948         spin_lock_irq(&pool->lock);
1949         /*
1950          * This is necessary even after a new worker was just successfully
1951          * created as @pool->lock was dropped and the new worker might have
1952          * already become busy.
1953          */
1954         if (need_to_create_worker(pool))
1955                 goto restart;
1956 }
1957
1958 /**
1959  * manage_workers - manage worker pool
1960  * @worker: self
1961  *
1962  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1963  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1964  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1965  *
1966  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1967  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1968  * and may_start_working() is true.
1969  *
1970  * CONTEXT:
1971  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1972  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1973  *
1974  * Return:
1975  * %false if the pool doesn't need management and the caller can safely
1976  * start processing works, %true if management function was performed and
1977  * the conditions that the caller verified before calling the function may
1978  * no longer be true.
1979  */
1980 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1981 {
1982         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1983
1984         if (pool->flags & POOL_MANAGER_ACTIVE)
1985                 return false;
1986
1987         pool->flags |= POOL_MANAGER_ACTIVE;
1988         pool->manager = worker;
1989
1990         maybe_create_worker(pool);
1991
1992         pool->manager = NULL;
1993         pool->flags &= ~POOL_MANAGER_ACTIVE;
1994         wake_up(&wq_manager_wait);
1995         return true;
1996 }
1997
1998 /**
1999  * process_one_work - process single work
2000  * @worker: self
2001  * @work: work to process
2002  *
2003  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2004  * process a single work including synchronization against and
2005  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2006  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2007  * call this function to process a work.
2008  *
2009  * CONTEXT:
2010  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2011  */
2012 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2013 __releases(&pool->lock)
2014 __acquires(&pool->lock)
2015 {
2016         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2017         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2018         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2019         int work_color;
2020         struct worker *collision;
2021 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2022         /*
2023          * It is permissible to free the struct work_struct from
2024          * inside the function that is called from it, this we need to
2025          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2026          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2027          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2028          */
2029         struct lockdep_map lockdep_map;
2030
2031         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2032 #endif
2033         /* ensure we're on the correct CPU */
2034         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2035                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2036
2037         /*
2038          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2039          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2040          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2041          * currently executing one.
2042          */
2043         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2044         if (unlikely(collision)) {
2045                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2046                 return;
2047         }
2048
2049         /* claim and dequeue */
2050         debug_work_deactivate(work);
2051         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2052         worker->current_work = work;
2053         worker->current_func = work->func;
2054         worker->current_pwq = pwq;
2055         work_color = get_work_color(work);
2056
2057         list_del_init(&work->entry);
2058
2059         /*
2060          * CPU intensive works don't participate in concurrency management.
2061          * They're the scheduler's responsibility.  This takes @worker out
2062          * of concurrency management and the next code block will chain
2063          * execution of the pending work items.
2064          */
2065         if (unlikely(cpu_intensive))
2066                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2067
2068         /*
2069          * Wake up another worker if necessary.  The condition is always
2070          * false for normal per-cpu workers since nr_running would always
2071          * be >= 1 at this point.  This is used to chain execution of the
2072          * pending work items for WORKER_NOT_RUNNING workers such as the
2073          * UNBOUND and CPU_INTENSIVE ones.
2074          */
2075         if (need_more_worker(pool))
2076                 wake_up_worker(pool);
2077
2078         /*
2079          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2080          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2081          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2082          * disabled.
2083          */
2084         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2085
2086         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2087
2088         lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2089         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2090         /*
2091          * Strictly speaking we should mark the invariant state without holding
2092          * any locks, that is, before these two lock_map_acquire()'s.
2093          *
2094          * However, that would result in:
2095          *
2096          *   A(W1)
2097          *   WFC(C)
2098          *              A(W1)
2099          *              C(C)
2100          *
2101          * Which would create W1->C->W1 dependencies, even though there is no
2102          * actual deadlock possible. There are two solutions, using a
2103          * read-recursive acquire on the work(queue) 'locks', but this will then
2104          * hit the lockdep limitation on recursive locks, or simply discard
2105          * these locks.
2106          *
2107          * AFAICT there is no possible deadlock scenario between the
2108          * flush_work() and complete() primitives (except for single-threaded
2109          * workqueues), so hiding them isn't a problem.
2110          */
2111         lockdep_invariant_state(true);
2112         trace_workqueue_execute_start(work);
2113         worker->current_func(work);
2114         /*
2115          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2116          * point will only record its address.
2117          */
2118         trace_workqueue_execute_end(work);
2119         lock_map_release(&lockdep_map);
2120         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2121
2122         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2123                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2124                        "     last function: %pf\n",
2125                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2126                        worker->current_func);
2127                 debug_show_held_locks(current);
2128                 dump_stack();
2129         }
2130
2131         /*
2132          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2133          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2134          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2135          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2136          * stop_machine. At the same time, report a quiescent RCU state so
2137          * the same condition doesn't freeze RCU.
2138          */
2139         cond_resched_rcu_qs();
2140
2141         spin_lock_irq(&pool->lock);
2142
2143         /* clear cpu intensive status */
2144         if (unlikely(cpu_intensive))
2145                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2146
2147         /* we're done with it, release */
2148         hash_del(&worker->hentry);
2149         worker->current_work = NULL;
2150         worker->current_func = NULL;
2151         worker->current_pwq = NULL;
2152         worker->desc_valid = false;
2153         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2154 }
2155
2156 /**
2157  * process_scheduled_works - process scheduled works
2158  * @worker: self
2159  *
2160  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2161  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2162  * fetches a work from the top and executes it.
2163  *
2164  * CONTEXT:
2165  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2166  * multiple times.
2167  */
2168 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2169 {
2170         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2171                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2172                                                 struct work_struct, entry);
2173                 process_one_work(worker, work);
2174         }
2175 }
2176
2177 /**
2178  * worker_thread - the worker thread function
2179  * @__worker: self
2180  *
2181  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2182  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2183  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2184  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2185  * will be explained in rescuer_thread().
2186  *
2187  * Return: 0
2188  */
2189 static int worker_thread(void *__worker)
2190 {
2191         struct worker *worker = __worker;
2192         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2193
2194         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2195         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2196 woke_up:
2197         spin_lock_irq(&pool->lock);
2198
2199         /* am I supposed to die? */
2200         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2201                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2202                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2203                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2204
2205                 set_task_comm(worker->task, "kworker/dying");
2206                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, worker->id);
2207                 worker_detach_from_pool(worker, pool);
2208                 kfree(worker);
2209                 return 0;
2210         }
2211
2212         worker_leave_idle(worker);
2213 recheck:
2214         /* no more worker necessary? */
2215         if (!need_more_worker(pool))
2216                 goto sleep;
2217
2218         /* do we need to manage? */
2219         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2220                 goto recheck;
2221
2222         /*
2223          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2224          * preparing to process a work or actually processing it.
2225          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2226          */
2227         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2228
2229         /*
2230          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2231          * worker or that someone else has already assumed the manager
2232          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2233          * management if applicable and concurrency management is restored
2234          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2235          */
2236         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2237
2238         do {
2239                 struct work_struct *work =
2240                         list_first_entry(&pool->worklist,
2241                                          struct work_struct, entry);
2242
2243                 pool->watchdog_ts = jiffies;
2244
2245                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2246                         /* optimization path, not strictly necessary */
2247                         process_one_work(worker, work);
2248                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2249                                 process_scheduled_works(worker);
2250                 } else {
2251                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2252                         process_scheduled_works(worker);
2253                 }
2254         } while (keep_working(pool));
2255
2256         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP);
2257 sleep:
2258         /*
2259          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2260          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2261          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2262          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2263          * event.
2264          */
2265         worker_enter_idle(worker);
2266         __set_current_state(TASK_IDLE);
2267         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2268         schedule();
2269         goto woke_up;
2270 }
2271
2272 /**
2273  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2274  * @__rescuer: self
2275  *
2276  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2277  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2278  *
2279  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2280  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2281  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2282  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2283  * the problem rescuer solves.
2284  *
2285  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2286  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2287  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2288  *
2289  * This should happen rarely.
2290  *
2291  * Return: 0
2292  */
2293 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2294 {
2295         struct worker *rescuer = __rescuer;
2296         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2297         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2298         bool should_stop;
2299
2300         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2301
2302         /*
2303          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2304          * doesn't participate in concurrency management.
2305          */
2306         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2307 repeat:
2308         set_current_state(TASK_IDLE);
2309
2310         /*
2311          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2312          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2313          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2314          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2315          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2316          * list is always empty on exit.
2317          */
2318         should_stop = kthread_should_stop();
2319
2320         /* see whether any pwq is asking for help */
2321         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2322
2323         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2324                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2325                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2326                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2327                 struct work_struct *work, *n;
2328                 bool first = true;
2329
2330                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2331                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2332
2333                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2334
2335                 worker_attach_to_pool(rescuer, pool);
2336
2337                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2338                 rescuer->pool = pool;
2339
2340                 /*
2341                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2342                  * process'em.
2343                  */
2344                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(scheduled));
2345                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry) {
2346                         if (get_work_pwq(work) == pwq) {
2347                                 if (first)
2348                                         pool->watchdog_ts = jiffies;
2349                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2350                         }
2351                         first = false;
2352                 }
2353
2354                 if (!list_empty(scheduled)) {
2355                         process_scheduled_works(rescuer);
2356
2357                         /*
2358                          * The above execution of rescued work items could
2359                          * have created more to rescue through
2360                          * pwq_activate_first_delayed() or chained
2361                          * queueing.  Let's put @pwq back on mayday list so
2362                          * that such back-to-back work items, which may be
2363                          * being used to relieve memory pressure, don't
2364                          * incur MAYDAY_INTERVAL delay inbetween.
2365                          */
2366                         if (need_to_create_worker(pool)) {
2367                                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2368                                 get_pwq(pwq);
2369                                 list_move_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
2370                                 spin_unlock(&wq_mayday_lock);
2371                         }
2372                 }
2373
2374                 /*
2375                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2376                  * go away while we're still attached to it.
2377                  */
2378                 put_pwq(pwq);
2379
2380                 /*
2381                  * Leave this pool.  If need_more_worker() is %true, notify a
2382                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2383                  * and stalling the execution.
2384                  */
2385                 if (need_more_worker(pool))
2386                         wake_up_worker(pool);
2387
2388                 rescuer->pool = NULL;
2389                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2390
2391                 worker_detach_from_pool(rescuer, pool);
2392
2393                 spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2394         }
2395
2396         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2397
2398         if (should_stop) {
2399                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2400                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2401                 return 0;
2402         }
2403
2404         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2405         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2406         schedule();
2407         goto repeat;
2408 }
2409
2410 /**
2411  * check_flush_dependency - check for flush dependency sanity
2412  * @target_wq: workqueue being flushed
2413  * @target_work: work item being flushed (NULL for workqueue flushes)
2414  *
2415  * %current is trying to flush the whole @target_wq or @target_work on it.
2416  * If @target_wq doesn't have %WQ_MEM_RECLAIM, verify that %current is not
2417  * reclaiming memory or running on a workqueue which doesn't have
2418  * %WQ_MEM_RECLAIM as that can break forward-progress guarantee leading to
2419  * a deadlock.
2420  */
2421 static void check_flush_dependency(struct workqueue_struct *target_wq,
2422                                    struct work_struct *target_work)
2423 {
2424         work_func_t target_func = target_work ? target_work->func : NULL;
2425         struct worker *worker;
2426
2427         if (target_wq->flags & WQ_MEM_RECLAIM)
2428                 return;
2429
2430         worker = current_wq_worker();
2431
2432         WARN_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC,
2433                   "workqueue: PF_MEMALLOC task %d(%s) is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2434                   current->pid, current->comm, target_wq->name, target_func);
2435         WARN_ONCE(worker && ((worker->current_pwq->wq->flags &
2436                               (WQ_MEM_RECLAIM | __WQ_LEGACY)) == WQ_MEM_RECLAIM),
2437                   "workqueue: WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2438                   worker->current_pwq->wq->name, worker->current_func,
2439                   target_wq->name, target_func);
2440 }
2441
2442 struct wq_barrier {
2443         struct work_struct      work;
2444         struct completion       done;
2445         struct task_struct      *task;  /* purely informational */
2446 };
2447
2448 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2449 {
2450         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2451         complete(&barr->done);
2452 }
2453
2454 /**
2455  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2456  * @pwq: pwq to insert barrier into
2457  * @barr: wq_barrier to insert
2458  * @target: target work to attach @barr to
2459  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2460  *
2461  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2462  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2463  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2464  * cpu.
2465  *
2466  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2467  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2468  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2469  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2470  * after a work with LINKED flag set.
2471  *
2472  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2473  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2474  *
2475  * CONTEXT:
2476  * spin_lock_irq(pool->lock).
2477  */
2478 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2479                               struct wq_barrier *barr,
2480                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2481 {
2482         struct list_head *head;
2483         unsigned int linked = 0;
2484
2485         /*
2486          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2487          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2488          * checks and call back into the fixup functions where we
2489          * might deadlock.
2490          */
2491         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2492         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2493
2494         init_completion_map(&barr->done, &target->lockdep_map);
2495
2496         barr->task = current;
2497
2498         /*
2499          * If @target is currently being executed, schedule the
2500          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2501          */
2502         if (worker)
2503                 head = worker->scheduled.next;
2504         else {
2505                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2506
2507                 head = target->entry.next;
2508                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2509                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2510                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2511         }
2512
2513         debug_work_activate(&barr->work);
2514         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2515                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2516 }
2517
2518 /**
2519  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2520  * @wq: workqueue being flushed
2521  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2522  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2523  *
2524  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2525  *
2526  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2527  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2528  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2529  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2530  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2531  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2532  *
2533  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2534  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2535  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2536  * is returned.
2537  *
2538  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2539  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2540  * advanced to @work_color.
2541  *
2542  * CONTEXT:
2543  * mutex_lock(wq->mutex).
2544  *
2545  * Return:
2546  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2547  * otherwise.
2548  */
2549 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2550                                       int flush_color, int work_color)
2551 {
2552         bool wait = false;
2553         struct pool_workqueue *pwq;
2554
2555         if (flush_color >= 0) {
2556                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2557                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2558         }
2559
2560         for_each_pwq(pwq, wq) {
2561                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2562
2563                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2564
2565                 if (flush_color >= 0) {
2566                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2567
2568                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2569                                 pwq->flush_color = flush_color;
2570                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2571                                 wait = true;
2572                         }
2573                 }
2574
2575                 if (work_color >= 0) {
2576                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2577                         pwq->work_color = work_color;
2578                 }
2579
2580                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2581         }
2582
2583         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2584                 complete(&wq->first_flusher->done);
2585
2586         return wait;
2587 }
2588
2589 /**
2590  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2591  * @wq: workqueue to flush
2592  *
2593  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2594  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2595  */
2596 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2597 {
2598         struct wq_flusher this_flusher = {
2599                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2600                 .flush_color = -1,
2601                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK_MAP(this_flusher.done, wq->lockdep_map),
2602         };
2603         int next_color;
2604
2605         if (WARN_ON(!wq_online))
2606                 return;
2607
2608         mutex_lock(&wq->mutex);
2609
2610         /*
2611          * Start-to-wait phase
2612          */
2613         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2614
2615         if (next_color != wq->flush_color) {
2616                 /*
2617                  * Color space is not full.  The current work_color
2618                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2619                  * by one.
2620                  */
2621                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2622                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2623                 wq->work_color = next_color;
2624
2625                 if (!wq->first_flusher) {
2626                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2627                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2628
2629                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2630
2631                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2632                                                        wq->work_color)) {
2633                                 /* nothing to flush, done */
2634                                 wq->flush_color = next_color;
2635                                 wq->first_flusher = NULL;
2636                                 goto out_unlock;
2637                         }
2638                 } else {
2639                         /* wait in queue */
2640                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2641                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2642                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2643                 }
2644         } else {
2645                 /*
2646                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2647                  * The next flush completion will assign us
2648                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2649                  */
2650                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2651         }
2652
2653         check_flush_dependency(wq, NULL);
2654
2655         mutex_unlock(&wq->mutex);
2656
2657         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2658
2659         /*
2660          * Wake-up-and-cascade phase
2661          *
2662          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2663          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2664          */
2665         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2666                 return;
2667
2668         mutex_lock(&wq->mutex);
2669
2670         /* we might have raced, check again with mutex held */
2671         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2672                 goto out_unlock;
2673
2674         wq->first_flusher = NULL;
2675
2676         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2677         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2678
2679         while (true) {
2680                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2681
2682                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2683                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2684                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2685                                 break;
2686                         list_del_init(&next->list);
2687                         complete(&next->done);
2688                 }
2689
2690                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2691                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2692
2693                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2694                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2695
2696                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2697                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2698                         /*
2699                          * Assign the same color to all overflowed
2700                          * flushers, advance work_color and append to
2701                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2702                          * phase for these overflowed flushers.
2703                          */
2704                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2705                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2706
2707                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2708
2709                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2710                                               &wq->flusher_queue);
2711                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2712                 }
2713
2714                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2715                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2716                         break;
2717                 }
2718
2719                 /*
2720                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2721                  * the new first flusher and arm pwqs.
2722                  */
2723                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2724                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2725
2726                 list_del_init(&next->list);
2727                 wq->first_flusher = next;
2728
2729                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2730                         break;
2731
2732                 /*
2733                  * Meh... this color is already done, clear first
2734                  * flusher and repeat cascading.
2735                  */
2736                 wq->first_flusher = NULL;
2737         }
2738
2739 out_unlock:
2740         mutex_unlock(&wq->mutex);
2741 }
2742 EXPORT_SYMBOL(flush_workqueue);
2743
2744 /**
2745  * drain_workqueue - drain a workqueue
2746  * @wq: workqueue to drain
2747  *
2748  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2749  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2750  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2751  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is determined
2752  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2753  * takes too long.
2754  */
2755 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2756 {
2757         unsigned int flush_cnt = 0;
2758         struct pool_workqueue *pwq;
2759
2760         /*
2761          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2762          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2763          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2764          */
2765         mutex_lock(&wq->mutex);
2766         if (!wq->nr_drainers++)
2767                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2768         mutex_unlock(&wq->mutex);
2769 reflush:
2770         flush_workqueue(wq);
2771
2772         mutex_lock(&wq->mutex);
2773
2774         for_each_pwq(pwq, wq) {
2775                 bool drained;
2776
2777                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2778                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2779                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2780
2781                 if (drained)
2782                         continue;
2783
2784                 if (++flush_cnt == 10 ||
2785                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2786                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2787                                 wq->name, flush_cnt);
2788
2789                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2790                 goto reflush;
2791         }
2792
2793         if (!--wq->nr_drainers)
2794                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2795         mutex_unlock(&wq->mutex);
2796 }
2797 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2798
2799 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2800 {
2801         struct worker *worker = NULL;
2802         struct worker_pool *pool;
2803         struct pool_workqueue *pwq;
2804
2805         might_sleep();
2806
2807         local_irq_disable();
2808         pool = get_work_pool(work);
2809         if (!pool) {
2810                 local_irq_enable();
2811                 return false;
2812         }
2813
2814         spin_lock(&pool->lock);
2815         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2816         pwq = get_work_pwq(work);
2817         if (pwq) {
2818                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2819                         goto already_gone;
2820         } else {
2821                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2822                 if (!worker)
2823                         goto already_gone;
2824                 pwq = worker->current_pwq;
2825         }
2826
2827         check_flush_dependency(pwq->wq, work);
2828
2829         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2830         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2831
2832         /*
2833          * Force a lock recursion deadlock when using flush_work() inside a
2834          * single-threaded or rescuer equipped workqueue.
2835          *
2836          * For single threaded workqueues the deadlock happens when the work
2837          * is after the work issuing the flush_work(). For rescuer equipped
2838          * workqueues the deadlock happens when the rescuer stalls, blocking
2839          * forward progress.
2840          */
2841         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer) {
2842                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2843                 lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2844         }
2845
2846         return true;
2847 already_gone:
2848         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2849         return false;
2850 }
2851
2852 /**
2853  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2854  * @work: the work to flush
2855  *
2856  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2857  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2858  *
2859  * Return:
2860  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2861  * %false if it was already idle.
2862  */
2863 bool flush_work(struct work_struct *work)
2864 {
2865         struct wq_barrier barr;
2866
2867         if (WARN_ON(!wq_online))
2868                 return false;
2869
2870         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2871                 wait_for_completion(&barr.done);
2872                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2873                 return true;
2874         } else {
2875                 return false;
2876         }
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2879
2880 struct cwt_wait {
2881         wait_queue_entry_t              wait;
2882         struct work_struct      *work;
2883 };
2884
2885 static int cwt_wakefn(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
2886 {
2887         struct cwt_wait *cwait = container_of(wait, struct cwt_wait, wait);
2888
2889         if (cwait->work != key)
2890                 return 0;
2891         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
2892 }
2893
2894 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2895 {
2896         static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cancel_waitq);
2897         unsigned long flags;
2898         int ret;
2899
2900         do {
2901                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2902                 /*
2903                  * If someone else is already canceling, wait for it to
2904                  * finish.  flush_work() doesn't work for PREEMPT_NONE
2905                  * because we may get scheduled between @work's completion
2906                  * and the other canceling task resuming and clearing
2907                  * CANCELING - flush_work() will return false immediately
2908                  * as @work is no longer busy, try_to_grab_pending() will
2909                  * return -ENOENT as @work is still being canceled and the
2910                  * other canceling task won't be able to clear CANCELING as
2911                  * we're hogging the CPU.
2912                  *
2913                  * Let's wait for completion using a waitqueue.  As this
2914                  * may lead to the thundering herd problem, use a custom
2915                  * wake function which matches @work along with exclusive
2916                  * wait and wakeup.
2917                  */
2918                 if (unlikely(ret == -ENOENT)) {
2919                         struct cwt_wait cwait;
2920
2921                         init_wait(&cwait.wait);
2922                         cwait.wait.func = cwt_wakefn;
2923                         cwait.work = work;
2924
2925                         prepare_to_wait_exclusive(&cancel_waitq, &cwait.wait,
2926                                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2927                         if (work_is_canceling(work))
2928                                 schedule();
2929                         finish_wait(&cancel_waitq, &cwait.wait);
2930                 }
2931         } while (unlikely(ret < 0));
2932
2933         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2934         mark_work_canceling(work);
2935         local_irq_restore(flags);
2936
2937         /*
2938          * This allows canceling during early boot.  We know that @work
2939          * isn't executing.
2940          */
2941         if (wq_online)
2942                 flush_work(work);
2943
2944         clear_work_data(work);
2945
2946         /*
2947          * Paired with prepare_to_wait() above so that either
2948          * waitqueue_active() is visible here or !work_is_canceling() is
2949          * visible there.
2950          */
2951         smp_mb();
2952         if (waitqueue_active(&cancel_waitq))
2953                 __wake_up(&cancel_waitq, TASK_NORMAL, 1, work);
2954
2955         return ret;
2956 }
2957
2958 /**
2959  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2960  * @work: the work to cancel
2961  *
2962  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2963  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2964  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2965  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2966  *
2967  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2968  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2969  *
2970  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2971  * queued can't be destroyed before this function returns.
2972  *
2973  * Return:
2974  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2975  */
2976 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2977 {
2978         return __cancel_work_timer(work, false);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2981
2982 /**
2983  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2984  * @dwork: the delayed work to flush
2985  *
2986  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2987  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2988  * considers the last queueing instance of @dwork.
2989  *
2990  * Return:
2991  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2992  * %false if it was already idle.
2993  */
2994 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2995 {
2996         local_irq_disable();
2997         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2998                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2999         local_irq_enable();
3000         return flush_work(&dwork->work);
3001 }
3002 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
3003
3004 static bool __cancel_work(struct work_struct *work, bool is_dwork)
3005 {
3006         unsigned long flags;
3007         int ret;
3008
3009         do {
3010                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
3011         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
3012
3013         if (unlikely(ret < 0))
3014                 return false;
3015
3016         set_work_pool_and_clear_pending(work, get_work_pool_id(work));
3017         local_irq_restore(flags);
3018         return ret;
3019 }
3020
3021 /*
3022  * See cancel_delayed_work()
3023  */
3024 bool cancel_work(struct work_struct *work)
3025 {
3026         return __cancel_work(work, false);
3027 }
3028
3029 /**
3030  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
3031  * @dwork: delayed_work to cancel
3032  *
3033  * Kill off a pending delayed_work.
3034  *
3035  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
3036  * pending.
3037  *
3038  * Note:
3039  * The work callback function may still be running on return, unless
3040  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
3041  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
3042  *
3043  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
3044  */
3045 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
3046 {
3047         return __cancel_work(&dwork->work, true);
3048 }
3049 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
3050
3051 /**
3052  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
3053  * @dwork: the delayed work cancel
3054  *
3055  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
3056  *
3057  * Return:
3058  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3059  */
3060 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3061 {
3062         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3063 }
3064 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3065
3066 /**
3067  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3068  * @func: the function to call
3069  *
3070  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3071  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3072  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3073  *
3074  * Return:
3075  * 0 on success, -errno on failure.
3076  */
3077 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3078 {
3079         int cpu;
3080         struct work_struct __percpu *works;
3081
3082         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3083         if (!works)
3084                 return -ENOMEM;
3085
3086         get_online_cpus();
3087
3088         for_each_online_cpu(cpu) {
3089                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3090
3091                 INIT_WORK(work, func);
3092                 schedule_work_on(cpu, work);
3093         }
3094
3095         for_each_online_cpu(cpu)
3096                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3097
3098         put_online_cpus();
3099         free_percpu(works);
3100         return 0;
3101 }
3102
3103 /**
3104  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3105  * @fn:         the function to execute
3106  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3107  *              be available when the work executes)
3108  *
3109  * Executes the function immediately if process context is available,
3110  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3111  *
3112  * Return:      0 - function was executed
3113  *              1 - function was scheduled for execution
3114  */
3115 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3116 {
3117         if (!in_interrupt()) {
3118                 fn(&ew->work);
3119                 return 0;
3120         }
3121
3122         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3123         schedule_work(&ew->work);
3124
3125         return 1;
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3128
3129 /**
3130  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3131  * @attrs: workqueue_attrs to free
3132  *
3133  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3134  */
3135 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3136 {
3137         if (attrs) {
3138                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3139                 kfree(attrs);
3140         }
3141 }
3142
3143 /**
3144  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3145  * @gfp_mask: allocation mask to use
3146  *
3147  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3148  * return it.
3149  *
3150  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3151  */
3152 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3153 {
3154         struct workqueue_attrs *attrs;
3155
3156         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3157         if (!attrs)
3158                 goto fail;
3159         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3160                 goto fail;
3161
3162         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3163         return attrs;
3164 fail:
3165         free_workqueue_attrs(attrs);
3166         return NULL;
3167 }
3168
3169 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3170                                  const struct workqueue_attrs *from)
3171 {
3172         to->nice = from->nice;
3173         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3174         /*
3175          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3176          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3177          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3178          */
3179         to->no_numa = from->no_numa;
3180 }
3181
3182 /* hash value of the content of @attr */
3183 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3184 {
3185         u32 hash = 0;
3186
3187         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3188         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3189                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3190         return hash;
3191 }
3192
3193 /* content equality test */
3194 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3195                           const struct workqueue_attrs *b)
3196 {
3197         if (a->nice != b->nice)
3198                 return false;
3199         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3200                 return false;
3201         return true;
3202 }
3203
3204 /**
3205  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3206  * @pool: worker_pool to initialize
3207  *
3208  * Initialize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3209  *
3210  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3211  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3212  * on @pool safely to release it.
3213  */
3214 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3215 {
3216         spin_lock_init(&pool->lock);
3217         pool->id = -1;
3218         pool->cpu = -1;
3219         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3220         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3221         pool->watchdog_ts = jiffies;
3222         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3223         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3224         hash_init(pool->busy_hash);
3225
3226         setup_deferrable_timer(&pool->idle_timer, idle_worker_timeout,
3227                                (unsigned long)pool);
3228
3229         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3230                     (unsigned long)pool);
3231
3232         mutex_init(&pool->attach_mutex);
3233         INIT_LIST_HEAD(&pool->workers);
3234
3235         ida_init(&pool->worker_ida);
3236         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3237         pool->refcnt = 1;
3238
3239         /* shouldn't fail above this point */
3240         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3241         if (!pool->attrs)
3242                 return -ENOMEM;
3243         return 0;
3244 }
3245
3246 static void rcu_free_wq(struct rcu_head *rcu)
3247 {
3248         struct workqueue_struct *wq =
3249                 container_of(rcu, struct workqueue_struct, rcu);
3250
3251         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3252                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3253         else
3254                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3255
3256         kfree(wq->rescuer);
3257         kfree(wq);
3258 }
3259
3260 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3261 {
3262         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3263
3264         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3265         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3266         kfree(pool);
3267 }
3268
3269 /**
3270  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3271  * @pool: worker_pool to put
3272  *
3273  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3274  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3275  * and this function should be able to release pools which went through,
3276  * successfully or not, init_worker_pool().
3277  *
3278  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3279  */
3280 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3281 {
3282         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(detach_completion);
3283         struct worker *worker;
3284
3285         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3286
3287         if (--pool->refcnt)
3288                 return;
3289
3290         /* sanity checks */
3291         if (WARN_ON(!(pool->cpu < 0)) ||
3292             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3293                 return;
3294
3295         /* release id and unhash */
3296         if (pool->id >= 0)
3297                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3298         hash_del(&pool->hash_node);
3299
3300         /*
3301          * Become the manager and destroy all workers.  This prevents
3302          * @pool's workers from blocking on attach_mutex.  We're the last
3303          * manager and @pool gets freed with the flag set.
3304          */
3305         spin_lock_irq(&pool->lock);
3306         wait_event_lock_irq(wq_manager_wait,
3307                             !(pool->flags & POOL_MANAGER_ACTIVE), pool->lock);
3308         pool->flags |= POOL_MANAGER_ACTIVE;
3309
3310         while ((worker = first_idle_worker(pool)))
3311                 destroy_worker(worker);
3312         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3313         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3314
3315         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
3316         if (!list_empty(&pool->workers))
3317                 pool->detach_completion = &detach_completion;
3318         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
3319
3320         if (pool->detach_completion)
3321                 wait_for_completion(pool->detach_completion);
3322
3323         /* shut down the timers */
3324         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3325         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3326
3327         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3328         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3329 }
3330
3331 /**
3332  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3333  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3334  *
3335  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3336  * reference count and return it.  If there already is a matching
3337  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3338  * create a new one.
3339  *
3340  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3341  *
3342  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3343  * On failure, %NULL.
3344  */
3345 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3346 {
3347         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3348         struct worker_pool *pool;
3349         int node;
3350         int target_node = NUMA_NO_NODE;
3351
3352         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3353
3354         /* do we already have a matching pool? */
3355         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3356                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3357                         pool->refcnt++;
3358                         return pool;
3359                 }
3360         }
3361
3362         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3363         if (wq_numa_enabled) {
3364                 for_each_node(node) {
3365                         if (cpumask_subset(attrs->cpumask,
3366                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3367                                 target_node = node;
3368                                 break;
3369                         }
3370                 }
3371         }
3372
3373         /* nope, create a new one */
3374         pool = kzalloc_node(sizeof(*pool), GFP_KERNEL, target_node);
3375         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3376                 goto fail;
3377
3378         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3379         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3380         pool->node = target_node;
3381
3382         /*
3383          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3384          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3385          */
3386         pool->attrs->no_numa = false;
3387
3388         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3389                 goto fail;
3390
3391         /* create and start the initial worker */
3392         if (wq_online && !create_worker(pool))
3393                 goto fail;
3394
3395         /* install */
3396         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3397
3398         return pool;
3399 fail:
3400         if (pool)
3401                 put_unbound_pool(pool);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3406 {
3407         kmem_cache_free(pwq_cache,
3408                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3413  * and needs to be destroyed.
3414  */
3415 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3416 {
3417         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3418                                                   unbound_release_work);
3419         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3420         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3421         bool is_last;
3422
3423         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3424                 return;
3425
3426         mutex_lock(&wq->mutex);
3427         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3428         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3429         mutex_unlock(&wq->mutex);
3430
3431         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3432         put_unbound_pool(pool);
3433         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3434
3435         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3436
3437         /*
3438          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3439          * is gonna access it anymore.  Schedule RCU free.
3440          */
3441         if (is_last)
3442                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
3443 }
3444
3445 /**
3446  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3447  * @pwq: target pool_workqueue
3448  *
3449  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3450  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3451  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3452  */
3453 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3454 {
3455         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3456         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3457         unsigned long flags;
3458
3459         /* for @wq->saved_max_active */
3460         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3461
3462         /* fast exit for non-freezable wqs */
3463         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3464                 return;
3465
3466         /* this function can be called during early boot w/ irq disabled */
3467         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
3468
3469         /*
3470          * During [un]freezing, the caller is responsible for ensuring that
3471          * this function is called at least once after @workqueue_freezing
3472          * is updated and visible.
3473          */
3474         if (!freezable || !workqueue_freezing) {
3475                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3476
3477                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3478                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3479                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3480
3481                 /*
3482                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3483                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3484                  */
3485                 wake_up_worker(pwq->pool);
3486         } else {
3487                 pwq->max_active = 0;
3488         }
3489
3490         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
3491 }
3492
3493 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3494 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3495                      struct worker_pool *pool)
3496 {
3497         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3498
3499         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3500
3501         pwq->pool = pool;
3502         pwq->wq = wq;
3503         pwq->flush_color = -1;
3504         pwq->refcnt = 1;
3505         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3506         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3507         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3508         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3509 }
3510
3511 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3512 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3513 {
3514         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3515
3516         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3517
3518         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3519         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3520                 return;
3521
3522         /* set the matching work_color */
3523         pwq->work_color = wq->work_color;
3524
3525         /* sync max_active to the current setting */
3526         pwq_adjust_max_active(pwq);
3527
3528         /* link in @pwq */
3529         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3530 }
3531
3532 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3533 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3534                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3535 {
3536         struct worker_pool *pool;
3537         struct pool_workqueue *pwq;
3538
3539         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3540
3541         pool = get_unbound_pool(attrs);
3542         if (!pool)
3543                 return NULL;
3544
3545         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3546         if (!pwq) {
3547                 put_unbound_pool(pool);
3548                 return NULL;
3549         }
3550
3551         init_pwq(pwq, wq, pool);
3552         return pwq;
3553 }
3554
3555 /**
3556  * wq_calc_node_cpumask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3557  * @attrs: the wq_attrs of the default pwq of the target workqueue
3558  * @node: the target NUMA node
3559  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3560  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3561  *
3562  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3563  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3564  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3565  *
3566  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3567  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3568  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3569  * @attrs->cpumask.
3570  *
3571  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3572  * stable.
3573  *
3574  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3575  * %false if equal.
3576  */
3577 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3578                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3579 {
3580         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3581                 goto use_dfl;
3582
3583         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3584         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3585         if (cpu_going_down >= 0)
3586                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3587
3588         if (cpumask_empty(cpumask))
3589                 goto use_dfl;
3590
3591         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3592         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3593
3594         if (cpumask_empty(cpumask)) {
3595                 pr_warn_once("WARNING: workqueue cpumask: online intersect > "
3596                                 "possible intersect\n");
3597                 return false;
3598         }
3599
3600         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3601
3602 use_dfl:
3603         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3604         return false;
3605 }
3606
3607 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3608 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3609                                                    int node,
3610                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3611 {
3612         struct pool_workqueue *old_pwq;
3613
3614         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3615         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3616
3617         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3618         link_pwq(pwq);
3619
3620         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3621         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3622         return old_pwq;
3623 }
3624
3625 /* context to store the prepared attrs & pwqs before applying */
3626 struct apply_wqattrs_ctx {
3627         struct workqueue_struct *wq;            /* target workqueue */
3628         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* attrs to apply */
3629         struct list_head        list;           /* queued for batching commit */
3630         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;
3631         struct pool_workqueue   *pwq_tbl[];
3632 };
3633
3634 /* free the resources after success or abort */
3635 static void apply_wqattrs_cleanup(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3636 {
3637         if (ctx) {
3638                 int node;
3639
3640                 for_each_node(node)
3641                         put_pwq_unlocked(ctx->pwq_tbl[node]);
3642                 put_pwq_unlocked(ctx->dfl_pwq);
3643
3644                 free_workqueue_attrs(ctx->attrs);
3645
3646                 kfree(ctx);
3647         }
3648 }
3649
3650 /* allocate the attrs and pwqs for later installation */
3651 static struct apply_wqattrs_ctx *
3652 apply_wqattrs_prepare(struct workqueue_struct *wq,
3653                       const struct workqueue_attrs *attrs)
3654 {
3655         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3656         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3657         int node;
3658
3659         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3660
3661         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx) + nr_node_ids * sizeof(ctx->pwq_tbl[0]),
3662                       GFP_KERNEL);
3663
3664         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3665         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3666         if (!ctx || !new_attrs || !tmp_attrs)
3667                 goto out_free;
3668
3669         /*
3670          * Calculate the attrs of the default pwq.
3671          * If the user configured cpumask doesn't overlap with the
3672          * wq_unbound_cpumask, we fallback to the wq_unbound_cpumask.
3673          */
3674         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3675         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3676         if (unlikely(cpumask_empty(new_attrs->cpumask)))
3677                 cpumask_copy(new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3678
3679         /*
3680          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3681          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3682          * pools.
3683          */
3684         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3685
3686         /*
3687          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3688          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3689          * it even if we don't use it immediately.
3690          */
3691         ctx->dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3692         if (!ctx->dfl_pwq)
3693                 goto out_free;
3694
3695         for_each_node(node) {
3696                 if (wq_calc_node_cpumask(new_attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3697                         ctx->pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3698                         if (!ctx->pwq_tbl[node])
3699                                 goto out_free;
3700                 } else {
3701                         ctx->dfl_pwq->refcnt++;
3702                         ctx->pwq_tbl[node] = ctx->dfl_pwq;
3703                 }
3704         }
3705
3706         /* save the user configured attrs and sanitize it. */
3707         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3708         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3709         ctx->attrs = new_attrs;
3710
3711         ctx->wq = wq;
3712         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3713         return ctx;
3714
3715 out_free:
3716         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3717         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3718         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3719         return NULL;
3720 }
3721
3722 /* set attrs and install prepared pwqs, @ctx points to old pwqs on return */
3723 static void apply_wqattrs_commit(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3724 {
3725         int node;
3726
3727         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3728         mutex_lock(&ctx->wq->mutex);
3729
3730         copy_workqueue_attrs(ctx->wq->unbound_attrs, ctx->attrs);
3731
3732         /* save the previous pwq and install the new one */
3733         for_each_node(node)
3734                 ctx->pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(ctx->wq, node,
3735                                                           ctx->pwq_tbl[node]);
3736
3737         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3738         link_pwq(ctx->dfl_pwq);
3739         swap(ctx->wq->dfl_pwq, ctx->dfl_pwq);
3740
3741         mutex_unlock(&ctx->wq->mutex);
3742 }
3743
3744 static void apply_wqattrs_lock(void)
3745 {
3746         /* CPUs should stay stable across pwq creations and installations */
3747         get_online_cpus();
3748         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3749 }
3750
3751 static void apply_wqattrs_unlock(void)
3752 {
3753         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3754         put_online_cpus();
3755 }
3756
3757 static int apply_workqueue_attrs_locked(struct workqueue_struct *wq,
3758                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3759 {
3760         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3761
3762         /* only unbound workqueues can change attributes */
3763         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3764                 return -EINVAL;
3765
3766         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3767         if (!list_empty(&wq->pwqs)) {
3768                 if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED_EXPLICIT))
3769                         return -EINVAL;
3770
3771                 wq->flags &= ~__WQ_ORDERED;
3772         }
3773
3774         ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, attrs);
3775         if (!ctx)
3776                 return -ENOMEM;
3777
3778         /* the ctx has been prepared successfully, let's commit it */
3779         apply_wqattrs_commit(ctx);
3780         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3781
3782         return 0;
3783 }
3784
3785 /**
3786  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3787  * @wq: the target workqueue
3788  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3789  *
3790  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3791  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3792  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3793  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3794  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3795  * back-to-back will stay on its current pwq.
3796  *
3797  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3798  *
3799  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3800  */
3801 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3802                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3803 {
3804         int ret;
3805
3806         apply_wqattrs_lock();
3807         ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
3808         apply_wqattrs_unlock();
3809
3810         return ret;
3811 }
3812
3813 /**
3814  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3815  * @wq: the target workqueue
3816  * @cpu: the CPU coming up or going down
3817  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3818  *
3819  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3820  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3821  * @wq accordingly.
3822  *
3823  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3824  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3825  * correct.
3826  *
3827  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3828  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
3829  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
3830  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
3831  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
3832  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
3833  * CPU_DOWN_PREPARE.
3834  */
3835 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
3836                                    bool online)
3837 {
3838         int node = cpu_to_node(cpu);
3839         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
3840         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
3841         struct workqueue_attrs *target_attrs;
3842         cpumask_t *cpumask;
3843
3844         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3845
3846         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ||
3847             wq->unbound_attrs->no_numa)
3848                 return;
3849
3850         /*
3851          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
3852          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
3853          * CPU hotplug exclusion.
3854          */
3855         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
3856         cpumask = target_attrs->cpumask;
3857
3858         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
3859         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
3860
3861         /*
3862          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
3863          * different from the default pwq's, we need to compare it to @pwq's
3864          * and create a new one if they don't match.  If the target cpumask
3865          * equals the default pwq's, the default pwq should be used.
3866          */
3867         if (wq_calc_node_cpumask(wq->dfl_pwq->pool->attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
3868                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
3869                         return;
3870         } else {
3871                 goto use_dfl_pwq;
3872         }
3873
3874         /* create a new pwq */
3875         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
3876         if (!pwq) {
3877                 pr_warn("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
3878                         wq->name);
3879                 goto use_dfl_pwq;
3880         }
3881
3882         /* Install the new pwq. */
3883         mutex_lock(&wq->mutex);
3884         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
3885         goto out_unlock;
3886
3887 use_dfl_pwq:
3888         mutex_lock(&wq->mutex);
3889         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3890         get_pwq(wq->dfl_pwq);
3891         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3892         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
3893 out_unlock:
3894         mutex_unlock(&wq->mutex);
3895         put_pwq_unlocked(old_pwq);
3896 }
3897
3898 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3899 {
3900         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
3901         int cpu, ret;
3902
3903         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3904                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3905                 if (!wq->cpu_pwqs)
3906                         return -ENOMEM;
3907
3908                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3909                         struct pool_workqueue *pwq =
3910                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3911                         struct worker_pool *cpu_pools =
3912                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
3913
3914                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
3915
3916                         mutex_lock(&wq->mutex);
3917                         link_pwq(pwq);
3918                         mutex_unlock(&wq->mutex);
3919                 }
3920                 return 0;
3921         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
3922                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
3923                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
3924                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
3925                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
3926                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
3927                 return ret;
3928         } else {
3929                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
3930         }
3931 }
3932
3933 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3934                                const char *name)
3935 {
3936         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3937
3938         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3939                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3940                         max_active, name, 1, lim);
3941
3942         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3943 }
3944
3945 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3946                                                unsigned int flags,
3947                                                int max_active,
3948                                                struct lock_class_key *key,
3949                                                const char *lock_name, ...)
3950 {
3951         size_t tbl_size = 0;
3952         va_list args;
3953         struct workqueue_struct *wq;
3954         struct pool_workqueue *pwq;
3955
3956         /*
3957          * Unbound && max_active == 1 used to imply ordered, which is no
3958          * longer the case on NUMA machines due to per-node pools.  While
3959          * alloc_ordered_workqueue() is the right way to create an ordered
3960          * workqueue, keep the previous behavior to avoid subtle breakages
3961          * on NUMA.
3962          */
3963         if ((flags & WQ_UNBOUND) && max_active == 1)
3964                 flags |= __WQ_ORDERED;
3965
3966         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
3967         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
3968                 flags |= WQ_UNBOUND;
3969
3970         /* allocate wq and format name */
3971         if (flags & WQ_UNBOUND)
3972                 tbl_size = nr_node_ids * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
3973
3974         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
3975         if (!wq)
3976                 return NULL;
3977
3978         if (flags & WQ_UNBOUND) {
3979                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3980                 if (!wq->unbound_attrs)
3981                         goto err_free_wq;
3982         }
3983
3984         va_start(args, lock_name);
3985         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
3986         va_end(args);
3987
3988         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3989         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3990
3991         /* init wq */
3992         wq->flags = flags;
3993         wq->saved_max_active = max_active;
3994         mutex_init(&wq->mutex);
3995         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3996         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3997         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3998         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3999         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
4000
4001         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
4002         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
4003
4004         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
4005                 goto err_free_wq;
4006
4007         /*
4008          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
4009          * have a rescuer to guarantee forward progress.
4010          */
4011         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
4012                 struct worker *rescuer;
4013
4014                 rescuer = alloc_worker(NUMA_NO_NODE);
4015                 if (!rescuer)
4016                         goto err_destroy;
4017
4018                 rescuer->rescue_wq = wq;
4019                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
4020                                                wq->name);
4021                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
4022                         kfree(rescuer);
4023                         goto err_destroy;
4024                 }
4025
4026                 wq->rescuer = rescuer;
4027                 kthread_bind_mask(rescuer->task, cpu_possible_mask);
4028                 wake_up_process(rescuer->task);
4029         }
4030
4031         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
4032                 goto err_destroy;
4033
4034         /*
4035          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4036          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4037          * list.
4038          */
4039         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4040
4041         mutex_lock(&wq->mutex);
4042         for_each_pwq(pwq, wq)
4043                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4044         mutex_unlock(&wq->mutex);
4045
4046         list_add_tail_rcu(&wq->list, &workqueues);
4047
4048         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4049
4050         return wq;
4051
4052 err_free_wq:
4053         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4054         kfree(wq);
4055         return NULL;
4056 err_destroy:
4057         destroy_workqueue(wq);
4058         return NULL;
4059 }
4060 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4061
4062 /**
4063  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4064  * @wq: target workqueue
4065  *
4066  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4067  */
4068 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4069 {
4070         struct pool_workqueue *pwq;
4071         int node;
4072
4073         /* drain it before proceeding with destruction */
4074         drain_workqueue(wq);
4075
4076         /* sanity checks */
4077         mutex_lock(&wq->mutex);
4078         for_each_pwq(pwq, wq) {
4079                 int i;
4080
4081                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4082                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4083                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4084                                 show_workqueue_state();
4085                                 return;
4086                         }
4087                 }
4088
4089                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4090                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4091                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4092                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4093                         show_workqueue_state();
4094                         return;
4095                 }
4096         }
4097         mutex_unlock(&wq->mutex);
4098
4099         /*
4100          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4101          * flushing is complete in case freeze races us.
4102          */
4103         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4104         list_del_rcu(&wq->list);
4105         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4106
4107         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4108
4109         if (wq->rescuer)
4110                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4111
4112         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4113                 /*
4114                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4115                  * schedule RCU free.
4116                  */
4117                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
4118         } else {
4119                 /*
4120                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4121                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4122                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4123                  */
4124                 for_each_node(node) {
4125                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4126                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4127                         put_pwq_unlocked(pwq);
4128                 }
4129
4130                 /*
4131                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4132                  * put.  Don't access it afterwards.
4133                  */
4134                 pwq = wq->dfl_pwq;
4135                 wq->dfl_pwq = NULL;
4136                 put_pwq_unlocked(pwq);
4137         }
4138 }
4139 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4140
4141 /**
4142  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4143  * @wq: target workqueue
4144  * @max_active: new max_active value.
4145  *
4146  * Set max_active of @wq to @max_active.
4147  *
4148  * CONTEXT:
4149  * Don't call from IRQ context.
4150  */
4151 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4152 {
4153         struct pool_workqueue *pwq;
4154
4155         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4156         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED_EXPLICIT))
4157                 return;
4158
4159         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4160
4161         mutex_lock(&wq->mutex);
4162
4163         wq->flags &= ~__WQ_ORDERED;
4164         wq->saved_max_active = max_active;
4165
4166         for_each_pwq(pwq, wq)
4167                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4168
4169         mutex_unlock(&wq->mutex);
4170 }
4171 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4172
4173 /**
4174  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4175  *
4176  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4177  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4178  *
4179  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4180  */
4181 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4182 {
4183         struct worker *worker = current_wq_worker();
4184
4185         return worker && worker->rescue_wq;
4186 }
4187
4188 /**
4189  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4190  * @cpu: CPU in question
4191  * @wq: target workqueue
4192  *
4193  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4194  * no synchronization around this function and the test result is
4195  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4196  *
4197  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4198  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4199  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4200  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4201  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4202  *
4203  * Return:
4204  * %true if congested, %false otherwise.
4205  */
4206 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4207 {
4208         struct pool_workqueue *pwq;
4209         bool ret;
4210
4211         rcu_read_lock_sched();
4212
4213         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4214                 cpu = smp_processor_id();
4215
4216         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4217                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4218         else
4219                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4220
4221         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4222         rcu_read_unlock_sched();
4223
4224         return ret;
4225 }
4226 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4227
4228 /**
4229  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4230  * @work: the work to be tested
4231  *
4232  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4233  * synchronization around this function and the test result is
4234  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4235  *
4236  * Return:
4237  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4238  */
4239 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4240 {
4241         struct worker_pool *pool;
4242         unsigned long flags;
4243         unsigned int ret = 0;
4244
4245         if (work_pending(work))
4246                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4247
4248         local_irq_save(flags);
4249         pool = get_work_pool(work);
4250         if (pool) {
4251                 spin_lock(&pool->lock);
4252                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4253                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4254                 spin_unlock(&pool->lock);
4255         }
4256         local_irq_restore(flags);
4257
4258         return ret;
4259 }
4260 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4261
4262 /**
4263  * set_worker_desc - set description for the current work item
4264  * @fmt: printf-style format string
4265  * @...: arguments for the format string
4266  *
4267  * This function can be called by a running work function to describe what
4268  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4269  * information will be printed out together to help debugging.  The
4270  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4271  */
4272 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4273 {
4274         struct worker *worker = current_wq_worker();
4275         va_list args;
4276
4277         if (worker) {
4278                 va_start(args, fmt);
4279                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4280                 va_end(args);
4281                 worker->desc_valid = true;
4282         }
4283 }
4284
4285 /**
4286  * print_worker_info - print out worker information and description
4287  * @log_lvl: the log level to use when printing
4288  * @task: target task
4289  *
4290  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4291  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4292  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4293  *
4294  * This function can be safely called on any task as long as the
4295  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4296  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4297  */
4298 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4299 {
4300         work_func_t *fn = NULL;
4301         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4302         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4303         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4304         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4305         bool desc_valid = false;
4306         struct worker *worker;
4307
4308         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4309                 return;
4310
4311         /*
4312          * This function is called without any synchronization and @task
4313          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4314          */
4315         worker = kthread_probe_data(task);
4316
4317         /*
4318          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4319          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4320          */
4321         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4322         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4323         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4324         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4325
4326         /* copy worker description */
4327         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4328         if (desc_valid)
4329                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4330
4331         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4332                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4333                 if (desc[0])
4334                         pr_cont(" (%s)", desc);
4335                 pr_cont("\n");
4336         }
4337 }
4338
4339 static void pr_cont_pool_info(struct worker_pool *pool)
4340 {
4341         pr_cont(" cpus=%*pbl", nr_cpumask_bits, pool->attrs->cpumask);
4342         if (pool->node != NUMA_NO_NODE)
4343                 pr_cont(" node=%d", pool->node);
4344         pr_cont(" flags=0x%x nice=%d", pool->flags, pool->attrs->nice);
4345 }
4346
4347 static void pr_cont_work(bool comma, struct work_struct *work)
4348 {
4349         if (work->func == wq_barrier_func) {
4350                 struct wq_barrier *barr;
4351
4352                 barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
4353
4354                 pr_cont("%s BAR(%d)", comma ? "," : "",
4355                         task_pid_nr(barr->task));
4356         } else {
4357                 pr_cont("%s %pf", comma ? "," : "", work->func);
4358         }
4359 }
4360
4361 static void show_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
4362 {
4363         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
4364         struct work_struct *work;
4365         struct worker *worker;
4366         bool has_in_flight = false, has_pending = false;
4367         int bkt;
4368
4369         pr_info("  pwq %d:", pool->id);
4370         pr_cont_pool_info(pool);
4371
4372         pr_cont(" active=%d/%d%s\n", pwq->nr_active, pwq->max_active,
4373                 !list_empty(&pwq->mayday_node) ? " MAYDAY" : "");
4374
4375         hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4376                 if (worker->current_pwq == pwq) {
4377                         has_in_flight = true;
4378                         break;
4379                 }
4380         }
4381         if (has_in_flight) {
4382                 bool comma = false;
4383
4384                 pr_info("    in-flight:");
4385                 hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4386                         if (worker->current_pwq != pwq)
4387                                 continue;
4388
4389                         pr_cont("%s %d%s:%pf", comma ? "," : "",
4390                                 task_pid_nr(worker->task),
4391                                 worker == pwq->wq->rescuer ? "(RESCUER)" : "",
4392                                 worker->current_func);
4393                         list_for_each_entry(work, &worker->scheduled, entry)
4394                                 pr_cont_work(false, work);
4395                         comma = true;
4396                 }
4397                 pr_cont("\n");
4398         }
4399
4400         list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4401                 if (get_work_pwq(work) == pwq) {
4402                         has_pending = true;
4403                         break;
4404                 }
4405         }
4406         if (has_pending) {
4407                 bool comma = false;
4408
4409                 pr_info("    pending:");
4410                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4411                         if (get_work_pwq(work) != pwq)
4412                                 continue;
4413
4414                         pr_cont_work(comma, work);
4415                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4416                 }
4417                 pr_cont("\n");
4418         }
4419
4420         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4421                 bool comma = false;
4422
4423                 pr_info("    delayed:");
4424                 list_for_each_entry(work, &pwq->delayed_works, entry) {
4425                         pr_cont_work(comma, work);
4426                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4427                 }
4428                 pr_cont("\n");
4429         }
4430 }
4431
4432 /**
4433  * show_workqueue_state - dump workqueue state
4434  *
4435  * Called from a sysrq handler or try_to_freeze_tasks() and prints out
4436  * all busy workqueues and pools.
4437  */
4438 void show_workqueue_state(void)
4439 {
4440         struct workqueue_struct *wq;
4441         struct worker_pool *pool;
4442         unsigned long flags;
4443         int pi;
4444
4445         rcu_read_lock_sched();
4446
4447         pr_info("Showing busy workqueues and worker pools:\n");
4448
4449         list_for_each_entry_rcu(wq, &workqueues, list) {
4450                 struct pool_workqueue *pwq;
4451                 bool idle = true;
4452
4453                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4454                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4455                                 idle = false;
4456                                 break;
4457                         }
4458                 }
4459                 if (idle)
4460                         continue;
4461
4462                 pr_info("workqueue %s: flags=0x%x\n", wq->name, wq->flags);
4463
4464                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4465                         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
4466                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works))
4467                                 show_pwq(pwq);
4468                         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
4469                 }
4470         }
4471
4472         for_each_pool(pool, pi) {
4473                 struct worker *worker;
4474                 bool first = true;
4475
4476                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
4477                 if (pool->nr_workers == pool->nr_idle)
4478                         goto next_pool;
4479
4480                 pr_info("pool %d:", pool->id);
4481                 pr_cont_pool_info(pool);
4482                 pr_cont(" hung=%us workers=%d",
4483                         jiffies_to_msecs(jiffies - pool->watchdog_ts) / 1000,
4484                         pool->nr_workers);
4485                 if (pool->manager)
4486                         pr_cont(" manager: %d",
4487                                 task_pid_nr(pool->manager->task));
4488                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
4489                         pr_cont(" %s%d", first ? "idle: " : "",
4490                                 task_pid_nr(worker->task));
4491                         first = false;
4492                 }
4493                 pr_cont("\n");
4494         next_pool:
4495                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
4496         }
4497
4498         rcu_read_unlock_sched();
4499 }
4500
4501 /*
4502  * CPU hotplug.
4503  *
4504  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4505  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4506  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4507  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4508  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4509  * blocked draining impractical.
4510  *
4511  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4512  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4513  * cpu comes back online.
4514  */
4515
4516 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4517 {
4518         int cpu = smp_processor_id();
4519         struct worker_pool *pool;
4520         struct worker *worker;
4521
4522         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4523                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4524                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4525
4526                 /*
4527                  * We've blocked all attach/detach operations. Make all workers
4528                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4529                  * except for the ones which are still executing works from
4530                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4531                  * this, they may become diasporas.
4532                  */
4533                 for_each_pool_worker(worker, pool)
4534                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4535
4536                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4537
4538                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4539                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4540
4541                 /*
4542                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4543                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4544                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4545                  * from other cpus.
4546                  */
4547                 schedule();
4548
4549                 /*
4550                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4551                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4552                  * and keep_working() are always true as long as the
4553                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4554                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4555                  * are served by workers tied to the pool.
4556                  */
4557                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4558
4559                 /*
4560                  * With concurrency management just turned off, a busy
4561                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4562                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4563                  */
4564                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4565                 wake_up_worker(pool);
4566                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4567         }
4568 }
4569
4570 /**
4571  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4572  * @pool: pool of interest
4573  *
4574  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4575  */
4576 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4577 {
4578         struct worker *worker;
4579
4580         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4581
4582         /*
4583          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4584          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4585          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinity
4586          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4587          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4588          */
4589         for_each_pool_worker(worker, pool)
4590                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4591                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4592
4593         spin_lock_irq(&pool->lock);
4594
4595         /*
4596          * XXX: CPU hotplug notifiers are weird and can call DOWN_FAILED
4597          * w/o preceding DOWN_PREPARE.  Work around it.  CPU hotplug is
4598          * being reworked and this can go away in time.
4599          */
4600         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
4601                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4602                 return;
4603         }
4604
4605         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4606
4607         for_each_pool_worker(worker, pool) {
4608                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4609
4610                 /*
4611                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4612                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4613                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4614                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4615                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4616                  * be bound before @pool->lock is released.
4617                  */
4618                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4619                         wake_up_process(worker->task);
4620
4621                 /*
4622                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4623                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4624                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4625                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4626                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4627                  * concurrency management.  Note that when or whether
4628                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4629                  *
4630                  * WRITE_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4631                  * tested without holding any lock in
4632                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4633                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4634                  * management operations.
4635                  */
4636                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4637                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4638                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4639                 WRITE_ONCE(worker->flags, worker_flags);
4640         }
4641
4642         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4643 }
4644
4645 /**
4646  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4647  * @pool: unbound pool of interest
4648  * @cpu: the CPU which is coming up
4649  *
4650  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4651  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4652  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4653  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4654  */
4655 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4656 {
4657         static cpumask_t cpumask;
4658         struct worker *worker;
4659
4660         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4661
4662         /* is @cpu allowed for @pool? */
4663         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4664                 return;
4665
4666         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4667
4668         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4669         for_each_pool_worker(worker, pool)
4670                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task, &cpumask) < 0);
4671 }
4672
4673 int workqueue_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4674 {
4675         struct worker_pool *pool;
4676
4677         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4678                 if (pool->nr_workers)
4679                         continue;
4680                 if (!create_worker(pool))
4681                         return -ENOMEM;
4682         }
4683         return 0;
4684 }
4685
4686 int workqueue_online_cpu(unsigned int cpu)
4687 {
4688         struct worker_pool *pool;
4689         struct workqueue_struct *wq;
4690         int pi;
4691
4692         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4693
4694         for_each_pool(pool, pi) {
4695                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4696
4697                 if (pool->cpu == cpu)
4698                         rebind_workers(pool);
4699                 else if (pool->cpu < 0)
4700                         restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4701
4702                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4703         }
4704
4705         /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4706         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4707                 wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4708
4709         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4710         return 0;
4711 }
4712
4713 int workqueue_offline_cpu(unsigned int cpu)
4714 {
4715         struct work_struct unbind_work;
4716         struct workqueue_struct *wq;
4717
4718         /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4719         INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4720         queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4721
4722         /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4723         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4724         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4725                 wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4726         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4727
4728         /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4729         flush_work(&unbind_work);
4730         destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4731         return 0;
4732 }
4733
4734 #ifdef CONFIG_SMP
4735
4736 struct work_for_cpu {
4737         struct work_struct work;
4738         long (*fn)(void *);
4739         void *arg;
4740         long ret;
4741 };
4742
4743 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4744 {
4745         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4746
4747         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4748 }
4749
4750 /**
4751  * work_on_cpu - run a function in thread context on a particular cpu
4752  * @cpu: the cpu to run on
4753  * @fn: the function to run
4754  * @arg: the function arg
4755  *
4756  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4757  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4758  *
4759  * Return: The value @fn returns.
4760  */
4761 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4762 {
4763         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4764
4765         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4766         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4767         flush_work(&wfc.work);
4768         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4769         return wfc.ret;
4770 }
4771 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4772
4773 /**
4774  * work_on_cpu_safe - run a function in thread context on a particular cpu
4775  * @cpu: the cpu to run on
4776  * @fn:  the function to run
4777  * @arg: the function argument
4778  *
4779  * Disables CPU hotplug and calls work_on_cpu(). The caller must not hold
4780  * any locks which would prevent @fn from completing.
4781  *
4782  * Return: The value @fn returns.
4783  */
4784 long work_on_cpu_safe(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4785 {
4786         long ret = -ENODEV;
4787
4788         get_online_cpus();
4789         if (cpu_online(cpu))
4790                 ret = work_on_cpu(cpu, fn, arg);
4791         put_online_cpus();
4792         return ret;
4793 }
4794 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu_safe);
4795 #endif /* CONFIG_SMP */
4796
4797 #ifdef CONFIG_FREEZER
4798
4799 /**
4800  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4801  *
4802  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4803  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4804  * pool->worklist.
4805  *
4806  * CONTEXT:
4807  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4808  */
4809 void freeze_workqueues_begin(void)
4810 {
4811         struct workqueue_struct *wq;
4812         struct pool_workqueue *pwq;
4813
4814         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4815
4816         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4817         workqueue_freezing = true;
4818
4819         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4820                 mutex_lock(&wq->mutex);
4821                 for_each_pwq(pwq, wq)
4822                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4823                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4824         }
4825
4826         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4827 }
4828
4829 /**
4830  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4831  *
4832  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4833  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4834  *
4835  * CONTEXT:
4836  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4837  *
4838  * Return:
4839  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4840  * is complete.
4841  */
4842 bool freeze_workqueues_busy(void)
4843 {
4844         bool busy = false;
4845         struct workqueue_struct *wq;
4846         struct pool_workqueue *pwq;
4847
4848         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4849
4850         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4851
4852         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4853                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4854                         continue;
4855                 /*
4856                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4857                  * to peek without lock.
4858                  */
4859                 rcu_read_lock_sched();
4860                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4861                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4862                         if (pwq->nr_active) {
4863                                 busy = true;
4864                                 rcu_read_unlock_sched();
4865                                 goto out_unlock;
4866                         }
4867                 }
4868                 rcu_read_unlock_sched();
4869         }
4870 out_unlock:
4871         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4872         return busy;
4873 }
4874
4875 /**
4876  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4877  *
4878  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4879  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4880  *
4881  * CONTEXT:
4882  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4883  */
4884 void thaw_workqueues(void)
4885 {
4886         struct workqueue_struct *wq;
4887         struct pool_workqueue *pwq;
4888
4889         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4890
4891         if (!workqueue_freezing)
4892                 goto out_unlock;
4893
4894         workqueue_freezing = false;
4895
4896         /* restore max_active and repopulate worklist */
4897         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4898                 mutex_lock(&wq->mutex);
4899                 for_each_pwq(pwq, wq)
4900                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4901                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4902         }
4903
4904 out_unlock:
4905         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4906 }
4907 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4908
4909 static int workqueue_apply_unbound_cpumask(void)
4910 {
4911         LIST_HEAD(ctxs);
4912         int ret = 0;
4913         struct workqueue_struct *wq;
4914         struct apply_wqattrs_ctx *ctx, *n;
4915
4916         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4917
4918         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4919                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4920                         continue;
4921                 /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
4922                 if (wq->flags & __WQ_ORDERED)
4923                         continue;
4924
4925                 ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, wq->unbound_attrs);
4926                 if (!ctx) {
4927                         ret = -ENOMEM;
4928                         break;
4929                 }
4930
4931                 list_add_tail(&ctx->list, &ctxs);
4932         }
4933
4934         list_for_each_entry_safe(ctx, n, &ctxs, list) {
4935                 if (!ret)
4936                         apply_wqattrs_commit(ctx);
4937                 apply_wqattrs_cleanup(ctx);
4938         }
4939
4940         return ret;
4941 }
4942
4943 /**
4944  *  workqueue_set_unbound_cpumask - Set the low-level unbound cpumask
4945  *  @cpumask: the cpumask to set
4946  *
4947  *  The low-level workqueues cpumask is a global cpumask that limits
4948  *  the affinity of all unbound workqueues.  This function check the @cpumask
4949  *  and apply it to all unbound workqueues and updates all pwqs of them.
4950  *
4951  *  Retun:      0       - Success
4952  *              -EINVAL - Invalid @cpumask
4953  *              -ENOMEM - Failed to allocate memory for attrs or pwqs.
4954  */
4955 int workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask_var_t cpumask)
4956 {
4957         int ret = -EINVAL;
4958         cpumask_var_t saved_cpumask;
4959
4960         if (!zalloc_cpumask_var(&saved_cpumask, GFP_KERNEL))
4961                 return -ENOMEM;
4962
4963         cpumask_and(cpumask, cpumask, cpu_possible_mask);
4964         if (!cpumask_empty(cpumask)) {
4965                 apply_wqattrs_lock();
4966
4967                 /* save the old wq_unbound_cpumask. */
4968                 cpumask_copy(saved_cpumask, wq_unbound_cpumask);
4969
4970                 /* update wq_unbound_cpumask at first and apply it to wqs. */
4971                 cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpumask);
4972                 ret = workqueue_apply_unbound_cpumask();
4973
4974                 /* restore the wq_unbound_cpumask when failed. */
4975                 if (ret < 0)
4976                         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, saved_cpumask);
4977
4978                 apply_wqattrs_unlock();
4979         }
4980
4981         free_cpumask_var(saved_cpumask);
4982         return ret;
4983 }
4984
4985 #ifdef CONFIG_SYSFS
4986 /*
4987  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
4988  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
4989  * following attributes.
4990  *
4991  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
4992  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
4993  *
4994  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
4995  *
4996  *  id          RO int  : the associated pool ID
4997  *  nice        RW int  : nice value of the workers
4998  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
4999  */
5000 struct wq_device {
5001         struct workqueue_struct         *wq;
5002         struct device                   dev;
5003 };
5004
5005 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
5006 {
5007         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
5008
5009         return wq_dev->wq;
5010 }
5011
5012 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5013                             char *buf)
5014 {
5015         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5016
5017         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
5018 }
5019 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
5020
5021 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
5022                                struct device_attribute *attr, char *buf)
5023 {
5024         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5025
5026         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
5027 }
5028
5029 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
5030                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
5031                                 size_t count)
5032 {
5033         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5034         int val;
5035
5036         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
5037                 return -EINVAL;
5038
5039         workqueue_set_max_active(wq, val);
5040         return count;
5041 }
5042 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
5043
5044 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
5045         &dev_attr_per_cpu.attr,
5046         &dev_attr_max_active.attr,
5047         NULL,
5048 };
5049 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
5050
5051 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
5052                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5053 {
5054         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5055         const char *delim = "";
5056         int node, written = 0;
5057
5058         rcu_read_lock_sched();
5059         for_each_node(node) {
5060                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
5061                                      "%s%d:%d", delim, node,
5062                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
5063                 delim = " ";
5064         }
5065         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
5066         rcu_read_unlock_sched();
5067
5068         return written;
5069 }
5070
5071 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5072                             char *buf)
5073 {
5074         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5075         int written;
5076
5077         mutex_lock(&wq->mutex);
5078         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
5079         mutex_unlock(&wq->mutex);
5080
5081         return written;
5082 }
5083
5084 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
5085 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
5086 {
5087         struct workqueue_attrs *attrs;
5088
5089         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
5090
5091         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5092         if (!attrs)
5093                 return NULL;
5094
5095         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
5096         return attrs;
5097 }
5098
5099 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5100                              const char *buf, size_t count)
5101 {
5102         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5103         struct workqueue_attrs *attrs;
5104         int ret = -ENOMEM;
5105
5106         apply_wqattrs_lock();
5107
5108         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5109         if (!attrs)
5110                 goto out_unlock;
5111
5112         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
5113             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
5114                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5115         else
5116                 ret = -EINVAL;
5117
5118 out_unlock:
5119         apply_wqattrs_unlock();
5120         free_workqueue_attrs(attrs);
5121         return ret ?: count;
5122 }
5123
5124 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
5125                                struct device_attribute *attr, char *buf)
5126 {
5127         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5128         int written;
5129
5130         mutex_lock(&wq->mutex);
5131         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5132                             cpumask_pr_args(wq->unbound_attrs->cpumask));
5133         mutex_unlock(&wq->mutex);
5134         return written;
5135 }
5136
5137 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
5138                                 struct device_attribute *attr,
5139                                 const char *buf, size_t count)
5140 {
5141         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5142         struct workqueue_attrs *attrs;
5143         int ret = -ENOMEM;
5144
5145         apply_wqattrs_lock();
5146
5147         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5148         if (!attrs)
5149                 goto out_unlock;
5150
5151         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
5152         if (!ret)
5153                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5154
5155 out_unlock:
5156         apply_wqattrs_unlock();
5157         free_workqueue_attrs(attrs);
5158         return ret ?: count;
5159 }
5160
5161 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5162                             char *buf)
5163 {
5164         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5165         int written;
5166
5167         mutex_lock(&wq->mutex);
5168         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
5169                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
5170         mutex_unlock(&wq->mutex);
5171
5172         return written;
5173 }
5174
5175 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5176                              const char *buf, size_t count)
5177 {
5178         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5179         struct workqueue_attrs *attrs;
5180         int v, ret = -ENOMEM;
5181
5182         apply_wqattrs_lock();
5183
5184         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5185         if (!attrs)
5186                 goto out_unlock;
5187
5188         ret = -EINVAL;
5189         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
5190                 attrs->no_numa = !v;
5191                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5192         }
5193
5194 out_unlock:
5195         apply_wqattrs_unlock();
5196         free_workqueue_attrs(attrs);
5197         return ret ?: count;
5198 }
5199
5200 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
5201         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
5202         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
5203         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
5204         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
5205         __ATTR_NULL,
5206 };
5207
5208 static struct bus_type wq_subsys = {
5209         .name                           = "workqueue",
5210         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
5211 };
5212
5213 static ssize_t wq_unbound_cpumask_show(struct device *dev,
5214                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5215 {
5216         int written;
5217
5218         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5219         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5220                             cpumask_pr_args(wq_unbound_cpumask));
5221         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5222
5223         return written;
5224 }
5225
5226 static ssize_t wq_unbound_cpumask_store(struct device *dev,
5227                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
5228 {
5229         cpumask_var_t cpumask;
5230         int ret;
5231
5232         if (!zalloc_cpumask_var(&cpumask, GFP_KERNEL))
5233                 return -ENOMEM;
5234
5235         ret = cpumask_parse(buf, cpumask);
5236         if (!ret)
5237                 ret = workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask);
5238
5239         free_cpumask_var(cpumask);
5240         return ret ? ret : count;
5241 }
5242
5243 static struct device_attribute wq_sysfs_cpumask_attr =
5244         __ATTR(cpumask, 0644, wq_unbound_cpumask_show,
5245                wq_unbound_cpumask_store);
5246
5247 static int __init wq_sysfs_init(void)
5248 {
5249         int err;
5250
5251         err = subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
5252         if (err)
5253                 return err;
5254
5255         return device_create_file(wq_subsys.dev_root, &wq_sysfs_cpumask_attr);
5256 }
5257 core_initcall(wq_sysfs_init);
5258
5259 static void wq_device_release(struct device *dev)
5260 {
5261         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
5262
5263         kfree(wq_dev);
5264 }
5265
5266 /**
5267  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
5268  * @wq: the workqueue to register
5269  *
5270  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
5271  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
5272  * which is the preferred method.
5273  *
5274  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
5275  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
5276  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
5277  * attributes.
5278  *
5279  * Return: 0 on success, -errno on failure.
5280  */
5281 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
5282 {
5283         struct wq_device *wq_dev;
5284         int ret;
5285
5286         /*
5287          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applying
5288          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
5289          * workqueues.
5290          */
5291         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED_EXPLICIT))
5292                 return -EINVAL;
5293
5294         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
5295         if (!wq_dev)
5296                 return -ENOMEM;
5297
5298         wq_dev->wq = wq;
5299         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
5300         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
5301         dev_set_name(&wq_dev->dev, "%s", wq->name);
5302
5303         /*
5304          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
5305          * everything is ready.
5306          */
5307         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
5308
5309         ret = device_register(&wq_dev->dev);
5310         if (ret) {
5311                 kfree(wq_dev);
5312                 wq->wq_dev = NULL;
5313                 return ret;
5314         }
5315
5316         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
5317                 struct device_attribute *attr;
5318
5319                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
5320                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
5321                         if (ret) {
5322                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
5323                                 wq->wq_dev = NULL;
5324                                 return ret;
5325                         }
5326                 }
5327         }
5328
5329         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
5330         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 /**
5335  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
5336  * @wq: the workqueue to unregister
5337  *
5338  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
5339  */
5340 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
5341 {
5342         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
5343
5344         if (!wq->wq_dev)
5345                 return;
5346
5347         wq->wq_dev = NULL;
5348         device_unregister(&wq_dev->dev);
5349 }
5350 #else   /* CONFIG_SYSFS */
5351 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
5352 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
5353
5354 /*
5355  * Workqueue watchdog.
5356  *
5357  * Stall may be caused by various bugs - missing WQ_MEM_RECLAIM, illegal
5358  * flush dependency, a concurrency managed work item which stays RUNNING
5359  * indefinitely.  Workqueue stalls can be very difficult to debug as the
5360  * usual warning mechanisms don't trigger and internal workqueue state is
5361  * largely opaque.
5362  *
5363  * Workqueue watchdog monitors all worker pools periodically and dumps
5364  * state if some pools failed to make forward progress for a while where
5365  * forward progress is defined as the first item on ->worklist changing.
5366  *
5367  * This mechanism is controlled through the kernel parameter
5368  * "workqueue.watchdog_thresh" which can be updated at runtime through the
5369  * corresponding sysfs parameter file.
5370  */
5371 #ifdef CONFIG_WQ_WATCHDOG
5372
5373 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data);
5374
5375 static unsigned long wq_watchdog_thresh = 30;
5376 static struct timer_list wq_watchdog_timer =
5377         TIMER_DEFERRED_INITIALIZER(wq_watchdog_timer_fn, 0, 0);
5378
5379 static unsigned long wq_watchdog_touched = INITIAL_JIFFIES;
5380 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, wq_watchdog_touched_cpu) = INITIAL_JIFFIES;
5381
5382 static void wq_watchdog_reset_touched(void)
5383 {
5384         int cpu;
5385
5386         wq_watchdog_touched = jiffies;
5387         for_each_possible_cpu(cpu)
5388                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5389 }
5390
5391 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data)
5392 {
5393         unsigned long thresh = READ_ONCE(wq_watchdog_thresh) * HZ;
5394         bool lockup_detected = false;
5395         struct worker_pool *pool;
5396         int pi;
5397
5398         if (!thresh)
5399                 return;
5400
5401         rcu_read_lock();
5402
5403         for_each_pool(pool, pi) {
5404                 unsigned long pool_ts, touched, ts;
5405
5406                 if (list_empty(&pool->worklist))
5407                         continue;
5408
5409                 /* get the latest of pool and touched timestamps */
5410                 pool_ts = READ_ONCE(pool->watchdog_ts);
5411                 touched = READ_ONCE(wq_watchdog_touched);
5412
5413                 if (time_after(pool_ts, touched))
5414                         ts = pool_ts;
5415                 else
5416                         ts = touched;
5417
5418                 if (pool->cpu >= 0) {
5419                         unsigned long cpu_touched =
5420                                 READ_ONCE(per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu,
5421                                                   pool->cpu));
5422                         if (time_after(cpu_touched, ts))
5423                                 ts = cpu_touched;
5424                 }
5425
5426                 /* did we stall? */
5427                 if (time_after(jiffies, ts + thresh)) {
5428                         lockup_detected = true;
5429                         pr_emerg("BUG: workqueue lockup - pool");
5430                         pr_cont_pool_info(pool);
5431                         pr_cont(" stuck for %us!\n",
5432                                 jiffies_to_msecs(jiffies - pool_ts) / 1000);
5433                 }
5434         }
5435
5436         rcu_read_unlock();
5437
5438         if (lockup_detected)
5439                 show_workqueue_state();
5440
5441         wq_watchdog_reset_touched();
5442         mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh);
5443 }
5444
5445 void wq_watchdog_touch(int cpu)
5446 {
5447         if (cpu >= 0)
5448                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5449         else
5450                 wq_watchdog_touched = jiffies;
5451 }
5452
5453 static void wq_watchdog_set_thresh(unsigned long thresh)
5454 {
5455         wq_watchdog_thresh = 0;
5456         del_timer_sync(&wq_watchdog_timer);
5457
5458         if (thresh) {
5459                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5460                 wq_watchdog_reset_touched();
5461                 mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh * HZ);
5462         }
5463 }
5464
5465 static int wq_watchdog_param_set_thresh(const char *val,
5466                                         const struct kernel_param *kp)
5467 {
5468         unsigned long thresh;
5469         int ret;
5470
5471         ret = kstrtoul(val, 0, &thresh);
5472         if (ret)
5473                 return ret;
5474
5475         if (system_wq)
5476                 wq_watchdog_set_thresh(thresh);
5477         else
5478                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5479
5480         return 0;
5481 }
5482
5483 static const struct kernel_param_ops wq_watchdog_thresh_ops = {
5484         .set    = wq_watchdog_param_set_thresh,
5485         .get    = param_get_ulong,
5486 };
5487
5488 module_param_cb(watchdog_thresh, &wq_watchdog_thresh_ops, &wq_watchdog_thresh,
5489                 0644);
5490
5491 static void wq_watchdog_init(void)
5492 {
5493         wq_watchdog_set_thresh(wq_watchdog_thresh);
5494 }
5495
5496 #else   /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5497
5498 static inline void wq_watchdog_init(void) { }
5499
5500 #endif  /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5501
5502 static void __init wq_numa_init(void)
5503 {
5504         cpumask_var_t *tbl;
5505         int node, cpu;
5506
5507         if (num_possible_nodes() <= 1)
5508                 return;
5509
5510         if (wq_disable_numa) {
5511                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
5512                 return;
5513         }
5514
5515         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5516         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
5517
5518         /*
5519          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5520          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5521          * fully initialized by now.
5522          */
5523         tbl = kzalloc(nr_node_ids * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5524         BUG_ON(!tbl);
5525
5526         for_each_node(node)
5527                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5528                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5529
5530         for_each_possible_cpu(cpu) {
5531                 node = cpu_to_node(cpu);
5532                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5533                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5534                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5535                         return;
5536                 }
5537                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5538         }
5539
5540         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5541         wq_numa_enabled = true;
5542 }
5543
5544 /**
5545  * workqueue_init_early - early init for workqueue subsystem
5546  *
5547  * This is the first half of two-staged workqueue subsystem initialization
5548  * and invoked as soon as the bare basics - memory allocation, cpumasks and
5549  * idr are up.  It sets up all the data structures and system workqueues
5550  * and allows early boot code to create workqueues and queue/cancel work
5551  * items.  Actual work item execution starts only after kthreads can be
5552  * created and scheduled right before early initcalls.
5553  */
5554 int __init workqueue_init_early(void)
5555 {
5556         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5557         int i, cpu;
5558
5559         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5560
5561         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&wq_unbound_cpumask, GFP_KERNEL));
5562         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpu_possible_mask);
5563
5564         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5565
5566         /* initialize CPU pools */
5567         for_each_possible_cpu(cpu) {
5568                 struct worker_pool *pool;
5569
5570                 i = 0;
5571                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5572                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5573                         pool->cpu = cpu;
5574                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5575                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5576                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5577
5578                         /* alloc pool ID */
5579                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5580                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5581                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5582                 }
5583         }
5584
5585         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5586         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5587                 struct workqueue_attrs *attrs;
5588
5589                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5590                 attrs->nice = std_nice[i];
5591                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5592
5593                 /*
5594                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5595                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5596                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5597                  */
5598                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5599                 attrs->nice = std_nice[i];
5600                 attrs->no_numa = true;
5601                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5602         }
5603
5604         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5605         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5606         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5607         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5608                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5609         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5610                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5611         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5612                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5613         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5614                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5615                                               0);
5616         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5617                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5618                !system_power_efficient_wq ||
5619                !system_freezable_power_efficient_wq);
5620
5621         return 0;
5622 }
5623
5624 /**
5625  * workqueue_init - bring workqueue subsystem fully online
5626  *
5627  * This is the latter half of two-staged workqueue subsystem initialization
5628  * and invoked as soon as kthreads can be created and scheduled.
5629  * Workqueues have been created and work items queued on them, but there
5630  * are no kworkers executing the work items yet.  Populate the worker pools
5631  * with the initial workers and enable future kworker creations.
5632  */
5633 int __init workqueue_init(void)
5634 {
5635         struct workqueue_struct *wq;
5636         struct worker_pool *pool;
5637         int cpu, bkt;
5638
5639         /*
5640          * It'd be simpler to initialize NUMA in workqueue_init_early() but
5641          * CPU to node mapping may not be available that early on some
5642          * archs such as power and arm64.  As per-cpu pools created
5643          * previously could be missing node hint and unbound pools NUMA
5644          * affinity, fix them up.
5645          */
5646         wq_numa_init();
5647
5648         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5649
5650         for_each_possible_cpu(cpu) {
5651                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5652                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5653                 }
5654         }
5655
5656         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
5657                 wq_update_unbound_numa(wq, smp_processor_id(), true);
5658
5659         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5660
5661         /* create the initial workers */
5662         for_each_online_cpu(cpu) {
5663                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5664                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5665                         BUG_ON(!create_worker(pool));
5666                 }
5667         }
5668
5669         hash_for_each(unbound_pool_hash, bkt, pool, hash_node)
5670                 BUG_ON(!create_worker(pool));
5671
5672         wq_online = true;
5673         wq_watchdog_init();
5674
5675         return 0;
5676 }