Merge tag 'pm+acpi-4.6-rc1-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael...
[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/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * attach_mutex to avoid changing binding state while
69          * worker_attach_to_pool() is in progress.
70          */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72
73         /* worker flags */
74         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
75         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
76         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
77         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
78         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
79         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
80
81         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
82                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
83
84         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
85
86         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
87         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
88
89         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
90         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
91
92         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
93                                                 /* call for help after 10ms
94                                                    (min two ticks) */
95         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
96         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
97
98         /*
99          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
100          * all cpus.  Give MIN_NICE.
101          */
102         RESCUER_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
103         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
104
105         WQ_NAME_LEN             = 24,
106 };
107
108 /*
109  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
110  *
111  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
112  *    everyone else.
113  *
114  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
115  *    only be modified and accessed from the local cpu.
116  *
117  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
118  *
119  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
120  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
121  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
122  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
123  *
124  * A: pool->attach_mutex protected.
125  *
126  * PL: wq_pool_mutex protected.
127  *
128  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
129  *
130  * PW: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either for reads.
131  *
132  * PWR: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either or
133  *      sched-RCU for reads.
134  *
135  * WQ: wq->mutex protected.
136  *
137  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
138  *
139  * MD: wq_mayday_lock protected.
140  */
141
142 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
143
144 struct worker_pool {
145         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
146         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
147         int                     node;           /* I: the associated node ID */
148         int                     id;             /* I: pool ID */
149         unsigned int            flags;          /* X: flags */
150
151         unsigned long           watchdog_ts;    /* L: watchdog timestamp */
152
153         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
154         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
155
156         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
157         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
158
159         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
160         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
161         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
162
163         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
164         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
165                                                 /* L: hash of busy workers */
166
167         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
168         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
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_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
294
295 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
296 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
297
298 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
299 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
300
301 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PR: list of all workqueues */
302 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
303
304 /* PL: allowable cpus for unbound wqs and work items */
305 static cpumask_var_t wq_unbound_cpumask;
306
307 /* CPU where unbound work was last round robin scheduled from this CPU */
308 static DEFINE_PER_CPU(int, wq_rr_cpu_last);
309
310 /*
311  * Local execution of unbound work items is no longer guaranteed.  The
312  * following always forces round-robin CPU selection on unbound work items
313  * to uncover usages which depend on it.
314  */
315 #ifdef CONFIG_DEBUG_WQ_FORCE_RR_CPU
316 static bool wq_debug_force_rr_cpu = true;
317 #else
318 static bool wq_debug_force_rr_cpu = false;
319 #endif
320 module_param_named(debug_force_rr_cpu, wq_debug_force_rr_cpu, bool, 0644);
321
322 /* the per-cpu worker pools */
323 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS], cpu_worker_pools);
324
325 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
326
327 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
328 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
329
330 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
331 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
332
333 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
334 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
335
336 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
337 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
338 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
339 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
340 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
341 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
342 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
343 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
344 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
345 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
346 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
348 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
350
351 static int worker_thread(void *__worker);
352 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq);
353
354 #define CREATE_TRACE_POINTS
355 #include <trace/events/workqueue.h>
356
357 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
358         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
359                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
360                          "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
361
362 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
363         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
364                          !lockdep_is_held(&wq->mutex),                  \
365                          "sched RCU or wq->mutex should be held")
366
367 #define assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq)                        \
368         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
369                          !lockdep_is_held(&wq->mutex) &&                \
370                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
371                          "sched RCU, wq->mutex or wq_pool_mutex should be held")
372
373 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
374         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
375              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
376              (pool)++)
377
378 /**
379  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
380  * @pool: iteration cursor
381  * @pi: integer used for iteration
382  *
383  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
384  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
385  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
386  *
387  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
388  * ignored.
389  */
390 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
391         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
392                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
393                 else
394
395 /**
396  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
397  * @worker: iteration cursor
398  * @pool: worker_pool to iterate workers of
399  *
400  * This must be called with @pool->attach_mutex.
401  *
402  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
403  * ignored.
404  */
405 #define for_each_pool_worker(worker, pool)                              \
406         list_for_each_entry((worker), &(pool)->workers, node)           \
407                 if (({ lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex); false; })) { } \
408                 else
409
410 /**
411  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
412  * @pwq: iteration cursor
413  * @wq: the target workqueue
414  *
415  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
416  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
417  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
418  *
419  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
420  * ignored.
421  */
422 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
423         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
424                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
425                 else
426
427 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
428
429 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
430
431 static void *work_debug_hint(void *addr)
432 {
433         return ((struct work_struct *) addr)->func;
434 }
435
436 /*
437  * fixup_init is called when:
438  * - an active object is initialized
439  */
440 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
446                 cancel_work_sync(work);
447                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
448                 return 1;
449         default:
450                 return 0;
451         }
452 }
453
454 /*
455  * fixup_activate is called when:
456  * - an active object is activated
457  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
458  */
459 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
460 {
461         struct work_struct *work = addr;
462
463         switch (state) {
464
465         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
466                 /*
467                  * This is not really a fixup. The work struct was
468                  * statically initialized. We just make sure that it
469                  * is tracked in the object tracker.
470                  */
471                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
472                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
473                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
474                         return 0;
475                 }
476                 WARN_ON_ONCE(1);
477                 return 0;
478
479         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
480                 WARN_ON(1);
481
482         default:
483                 return 0;
484         }
485 }
486
487 /*
488  * fixup_free is called when:
489  * - an active object is freed
490  */
491 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
492 {
493         struct work_struct *work = addr;
494
495         switch (state) {
496         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
497                 cancel_work_sync(work);
498                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
499                 return 1;
500         default:
501                 return 0;
502         }
503 }
504
505 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
506         .name           = "work_struct",
507         .debug_hint     = work_debug_hint,
508         .fixup_init     = work_fixup_init,
509         .fixup_activate = work_fixup_activate,
510         .fixup_free     = work_fixup_free,
511 };
512
513 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
516 }
517
518 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
519 {
520         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
521 }
522
523 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
524 {
525         if (onstack)
526                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
527         else
528                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
529 }
530 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
531
532 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
533 {
534         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
535 }
536 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
537
538 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
539 {
540         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
541         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_work_on_stack);
544
545 #else
546 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
547 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
548 #endif
549
550 /**
551  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
552  * @pool: the pool pointer of interest
553  *
554  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
555  * successfully, -errno on failure.
556  */
557 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
558 {
559         int ret;
560
561         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
562
563         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
564                         GFP_KERNEL);
565         if (ret >= 0) {
566                 pool->id = ret;
567                 return 0;
568         }
569         return ret;
570 }
571
572 /**
573  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
574  * @wq: the target workqueue
575  * @node: the node ID
576  *
577  * This must be called with any of wq_pool_mutex, wq->mutex or sched RCU
578  * read locked.
579  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
580  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
581  *
582  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
583  */
584 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
585                                                   int node)
586 {
587         assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq);
588
589         /*
590          * XXX: @node can be NUMA_NO_NODE if CPU goes offline while a
591          * delayed item is pending.  The plan is to keep CPU -> NODE
592          * mapping valid and stable across CPU on/offlines.  Once that
593          * happens, this workaround can be removed.
594          */
595         if (unlikely(node == NUMA_NO_NODE))
596                 return wq->dfl_pwq;
597
598         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
599 }
600
601 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
602 {
603         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
604 }
605
606 static int get_work_color(struct work_struct *work)
607 {
608         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
609                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
610 }
611
612 static int work_next_color(int color)
613 {
614         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
615 }
616
617 /*
618  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
619  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
620  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
621  *
622  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
623  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
624  * work->data.  These functions should only be called while the work is
625  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
626  *
627  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
628  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
629  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
630  * available only while the work item is queued.
631  *
632  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
633  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
634  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
635  * try to steal the PENDING bit.
636  */
637 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
638                                  unsigned long flags)
639 {
640         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
641         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
642 }
643
644 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
645                          unsigned long extra_flags)
646 {
647         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
648                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
649 }
650
651 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
652                                            int pool_id)
653 {
654         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
655                       WORK_STRUCT_PENDING);
656 }
657
658 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
659                                             int pool_id)
660 {
661         /*
662          * The following wmb is paired with the implied mb in
663          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
664          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
665          * owner.
666          */
667         smp_wmb();
668         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
669 }
670
671 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
672 {
673         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
674         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
675 }
676
677 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
678 {
679         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
680
681         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
682                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
683         else
684                 return NULL;
685 }
686
687 /**
688  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
689  * @work: the work item of interest
690  *
691  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
692  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
693  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
694  *
695  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
696  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
697  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
698  * returned pool is and stays online.
699  *
700  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
701  */
702 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
703 {
704         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
705         int pool_id;
706
707         assert_rcu_or_pool_mutex();
708
709         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
710                 return ((struct pool_workqueue *)
711                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
712
713         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
714         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
715                 return NULL;
716
717         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
718 }
719
720 /**
721  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
722  * @work: the work item of interest
723  *
724  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
725  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
726  */
727 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
728 {
729         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
730
731         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
732                 return ((struct pool_workqueue *)
733                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
734
735         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
736 }
737
738 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
739 {
740         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
741
742         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
743         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
744 }
745
746 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
747 {
748         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
749
750         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
751 }
752
753 /*
754  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
755  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
756  * they're being called with pool->lock held.
757  */
758
759 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
760 {
761         return !atomic_read(&pool->nr_running);
762 }
763
764 /*
765  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
766  * running workers.
767  *
768  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
769  * function will always return %true for unbound pools as long as the
770  * worklist isn't empty.
771  */
772 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
773 {
774         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
775 }
776
777 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
778 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
779 {
780         return pool->nr_idle;
781 }
782
783 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
784 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
785 {
786         return !list_empty(&pool->worklist) &&
787                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
788 }
789
790 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
791 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
792 {
793         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
794 }
795
796 /* Do we have too many workers and should some go away? */
797 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
798 {
799         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
800         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
801         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
802
803         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
804 }
805
806 /*
807  * Wake up functions.
808  */
809
810 /* Return the first idle worker.  Safe with preemption disabled */
811 static struct worker *first_idle_worker(struct worker_pool *pool)
812 {
813         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
814                 return NULL;
815
816         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
817 }
818
819 /**
820  * wake_up_worker - wake up an idle worker
821  * @pool: worker pool to wake worker from
822  *
823  * Wake up the first idle worker of @pool.
824  *
825  * CONTEXT:
826  * spin_lock_irq(pool->lock).
827  */
828 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
829 {
830         struct worker *worker = first_idle_worker(pool);
831
832         if (likely(worker))
833                 wake_up_process(worker->task);
834 }
835
836 /**
837  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
838  * @task: task waking up
839  * @cpu: CPU @task is waking up to
840  *
841  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
842  * being awoken.
843  *
844  * CONTEXT:
845  * spin_lock_irq(rq->lock)
846  */
847 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
848 {
849         struct worker *worker = kthread_data(task);
850
851         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
852                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
853                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
854         }
855 }
856
857 /**
858  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
859  * @task: task going to sleep
860  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
861  *
862  * This function is called during schedule() when a busy worker is
863  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
864  * returning pointer to its task.
865  *
866  * CONTEXT:
867  * spin_lock_irq(rq->lock)
868  *
869  * Return:
870  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
871  */
872 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
873 {
874         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
875         struct worker_pool *pool;
876
877         /*
878          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
879          * workers, also reach here, let's not access anything before
880          * checking NOT_RUNNING.
881          */
882         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
883                 return NULL;
884
885         pool = worker->pool;
886
887         /* this can only happen on the local cpu */
888         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id() || pool->cpu != cpu))
889                 return NULL;
890
891         /*
892          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
893          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
894          * Please read comment there.
895          *
896          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
897          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
898          * disabled, which in turn means that none else could be
899          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
900          * lock is safe.
901          */
902         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
903             !list_empty(&pool->worklist))
904                 to_wakeup = first_idle_worker(pool);
905         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
906 }
907
908 /**
909  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
910  * @worker: self
911  * @flags: flags to set
912  *
913  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
914  *
915  * CONTEXT:
916  * spin_lock_irq(pool->lock)
917  */
918 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
919 {
920         struct worker_pool *pool = worker->pool;
921
922         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
923
924         /* If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running. */
925         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
926             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
927                 atomic_dec(&pool->nr_running);
928         }
929
930         worker->flags |= flags;
931 }
932
933 /**
934  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
935  * @worker: self
936  * @flags: flags to clear
937  *
938  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
939  *
940  * CONTEXT:
941  * spin_lock_irq(pool->lock)
942  */
943 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
944 {
945         struct worker_pool *pool = worker->pool;
946         unsigned int oflags = worker->flags;
947
948         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
949
950         worker->flags &= ~flags;
951
952         /*
953          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
954          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
955          * of multiple flags, not a single flag.
956          */
957         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
958                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
959                         atomic_inc(&pool->nr_running);
960 }
961
962 /**
963  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
964  * @pool: pool of interest
965  * @work: work to find worker for
966  *
967  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
968  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
969  * to match, its current execution should match the address of @work and
970  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
971  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
972  * being executed.
973  *
974  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
975  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
976  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
977  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
978  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
979  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
980  *
981  * This function checks the work item address and work function to avoid
982  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
983  * work function which can introduce dependency onto itself through a
984  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
985  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
986  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
987  *
988  * CONTEXT:
989  * spin_lock_irq(pool->lock).
990  *
991  * Return:
992  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
993  * otherwise.
994  */
995 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
996                                                  struct work_struct *work)
997 {
998         struct worker *worker;
999
1000         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
1001                                (unsigned long)work)
1002                 if (worker->current_work == work &&
1003                     worker->current_func == work->func)
1004                         return worker;
1005
1006         return NULL;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * move_linked_works - move linked works to a list
1011  * @work: start of series of works to be scheduled
1012  * @head: target list to append @work to
1013  * @nextp: out parameter for nested worklist walking
1014  *
1015  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1016  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1017  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1018  *
1019  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1020  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1021  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1022  *
1023  * CONTEXT:
1024  * spin_lock_irq(pool->lock).
1025  */
1026 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1027                               struct work_struct **nextp)
1028 {
1029         struct work_struct *n;
1030
1031         /*
1032          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1033          * use NULL for list head.
1034          */
1035         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1036                 list_move_tail(&work->entry, head);
1037                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1038                         break;
1039         }
1040
1041         /*
1042          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1043          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1044          * needs to be updated.
1045          */
1046         if (nextp)
1047                 *nextp = n;
1048 }
1049
1050 /**
1051  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1052  * @pwq: pool_workqueue to get
1053  *
1054  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1055  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1056  */
1057 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1058 {
1059         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1060         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1061         pwq->refcnt++;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1066  * @pwq: pool_workqueue to put
1067  *
1068  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1069  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1070  */
1071 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1072 {
1073         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1074         if (likely(--pwq->refcnt))
1075                 return;
1076         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1077                 return;
1078         /*
1079          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1080          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1081          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1082          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1083          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1084          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1085          */
1086         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1087 }
1088
1089 /**
1090  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1091  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1092  *
1093  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1094  */
1095 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1096 {
1097         if (pwq) {
1098                 /*
1099                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1100                  * following lock operations are safe.
1101                  */
1102                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1103                 put_pwq(pwq);
1104                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1105         }
1106 }
1107
1108 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1109 {
1110         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1111
1112         trace_workqueue_activate_work(work);
1113         if (list_empty(&pwq->pool->worklist))
1114                 pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1115         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1116         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1117         pwq->nr_active++;
1118 }
1119
1120 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1121 {
1122         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1123                                                     struct work_struct, entry);
1124
1125         pwq_activate_delayed_work(work);
1126 }
1127
1128 /**
1129  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1130  * @pwq: pwq of interest
1131  * @color: color of work which left the queue
1132  *
1133  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1134  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1135  *
1136  * CONTEXT:
1137  * spin_lock_irq(pool->lock).
1138  */
1139 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1140 {
1141         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1142         if (color == WORK_NO_COLOR)
1143                 goto out_put;
1144
1145         pwq->nr_in_flight[color]--;
1146
1147         pwq->nr_active--;
1148         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1149                 /* one down, submit a delayed one */
1150                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1151                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1152         }
1153
1154         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1155         if (likely(pwq->flush_color != color))
1156                 goto out_put;
1157
1158         /* are there still in-flight works? */
1159         if (pwq->nr_in_flight[color])
1160                 goto out_put;
1161
1162         /* this pwq is done, clear flush_color */
1163         pwq->flush_color = -1;
1164
1165         /*
1166          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1167          * will handle the rest.
1168          */
1169         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1170                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1171 out_put:
1172         put_pwq(pwq);
1173 }
1174
1175 /**
1176  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1177  * @work: work item to steal
1178  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1179  * @flags: place to store irq state
1180  *
1181  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1182  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1183  *
1184  * Return:
1185  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1186  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1187  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1188  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1189  *              for arbitrarily long
1190  *
1191  * Note:
1192  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1193  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1194  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1195  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1196  *
1197  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1198  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1199  *
1200  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1201  */
1202 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1203                                unsigned long *flags)
1204 {
1205         struct worker_pool *pool;
1206         struct pool_workqueue *pwq;
1207
1208         local_irq_save(*flags);
1209
1210         /* try to steal the timer if it exists */
1211         if (is_dwork) {
1212                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1213
1214                 /*
1215                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1216                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1217                  * running on the local CPU.
1218                  */
1219                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1220                         return 1;
1221         }
1222
1223         /* try to claim PENDING the normal way */
1224         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1225                 return 0;
1226
1227         /*
1228          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1229          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1230          */
1231         pool = get_work_pool(work);
1232         if (!pool)
1233                 goto fail;
1234
1235         spin_lock(&pool->lock);
1236         /*
1237          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1238          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1239          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1240          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1241          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1242          * item is currently queued on that pool.
1243          */
1244         pwq = get_work_pwq(work);
1245         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1246                 debug_work_deactivate(work);
1247
1248                 /*
1249                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1250                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1251                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1252                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1253                  * item is activated before grabbing.
1254                  */
1255                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1256                         pwq_activate_delayed_work(work);
1257
1258                 list_del_init(&work->entry);
1259                 pwq_dec_nr_in_flight(pwq, get_work_color(work));
1260
1261                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1262                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1263
1264                 spin_unlock(&pool->lock);
1265                 return 1;
1266         }
1267         spin_unlock(&pool->lock);
1268 fail:
1269         local_irq_restore(*flags);
1270         if (work_is_canceling(work))
1271                 return -ENOENT;
1272         cpu_relax();
1273         return -EAGAIN;
1274 }
1275
1276 /**
1277  * insert_work - insert a work into a pool
1278  * @pwq: pwq @work belongs to
1279  * @work: work to insert
1280  * @head: insertion point
1281  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1282  *
1283  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1284  * work_struct flags.
1285  *
1286  * CONTEXT:
1287  * spin_lock_irq(pool->lock).
1288  */
1289 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1290                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1291 {
1292         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1293
1294         /* we own @work, set data and link */
1295         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1296         list_add_tail(&work->entry, head);
1297         get_pwq(pwq);
1298
1299         /*
1300          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1301          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1302          * around lazily while there are works to be processed.
1303          */
1304         smp_mb();
1305
1306         if (__need_more_worker(pool))
1307                 wake_up_worker(pool);
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1312  * same workqueue.
1313  */
1314 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1315 {
1316         struct worker *worker;
1317
1318         worker = current_wq_worker();
1319         /*
1320          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1321          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1322          */
1323         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * When queueing an unbound work item to a wq, prefer local CPU if allowed
1328  * by wq_unbound_cpumask.  Otherwise, round robin among the allowed ones to
1329  * avoid perturbing sensitive tasks.
1330  */
1331 static int wq_select_unbound_cpu(int cpu)
1332 {
1333         static bool printed_dbg_warning;
1334         int new_cpu;
1335
1336         if (likely(!wq_debug_force_rr_cpu)) {
1337                 if (cpumask_test_cpu(cpu, wq_unbound_cpumask))
1338                         return cpu;
1339         } else if (!printed_dbg_warning) {
1340                 pr_warn("workqueue: round-robin CPU selection forced, expect performance impact\n");
1341                 printed_dbg_warning = true;
1342         }
1343
1344         if (cpumask_empty(wq_unbound_cpumask))
1345                 return cpu;
1346
1347         new_cpu = __this_cpu_read(wq_rr_cpu_last);
1348         new_cpu = cpumask_next_and(new_cpu, wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1349         if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids)) {
1350                 new_cpu = cpumask_first_and(wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1351                 if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids))
1352                         return cpu;
1353         }
1354         __this_cpu_write(wq_rr_cpu_last, new_cpu);
1355
1356         return new_cpu;
1357 }
1358
1359 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1360                          struct work_struct *work)
1361 {
1362         struct pool_workqueue *pwq;
1363         struct worker_pool *last_pool;
1364         struct list_head *worklist;
1365         unsigned int work_flags;
1366         unsigned int req_cpu = cpu;
1367
1368         /*
1369          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1370          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1371          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1372          * happen with IRQ disabled.
1373          */
1374         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1375
1376         debug_work_activate(work);
1377
1378         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1379         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1380             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1381                 return;
1382 retry:
1383         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1384                 cpu = wq_select_unbound_cpu(raw_smp_processor_id());
1385
1386         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1387         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1388                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1389         else
1390                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1391
1392         /*
1393          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1394          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1395          * pool to guarantee non-reentrancy.
1396          */
1397         last_pool = get_work_pool(work);
1398         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1399                 struct worker *worker;
1400
1401                 spin_lock(&last_pool->lock);
1402
1403                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1404
1405                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1406                         pwq = worker->current_pwq;
1407                 } else {
1408                         /* meh... not running there, queue here */
1409                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1410                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1411                 }
1412         } else {
1413                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1414         }
1415
1416         /*
1417          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1418          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1419          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1420          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1421          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1422          * make forward-progress.
1423          */
1424         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1425                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1426                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1427                         cpu_relax();
1428                         goto retry;
1429                 }
1430                 /* oops */
1431                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1432                           wq->name, cpu);
1433         }
1434
1435         /* pwq determined, queue */
1436         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1437
1438         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1439                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1440                 return;
1441         }
1442
1443         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1444         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1445
1446         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1447                 trace_workqueue_activate_work(work);
1448                 pwq->nr_active++;
1449                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1450                 if (list_empty(worklist))
1451                         pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1452         } else {
1453                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1454                 worklist = &pwq->delayed_works;
1455         }
1456
1457         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1458
1459         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1460 }
1461
1462 /**
1463  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1464  * @cpu: CPU number to execute work on
1465  * @wq: workqueue to use
1466  * @work: work to queue
1467  *
1468  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1469  * can't go away.
1470  *
1471  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1472  */
1473 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1474                    struct work_struct *work)
1475 {
1476         bool ret = false;
1477         unsigned long flags;
1478
1479         local_irq_save(flags);
1480
1481         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1482                 __queue_work(cpu, wq, work);
1483                 ret = true;
1484         }
1485
1486         local_irq_restore(flags);
1487         return ret;
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1490
1491 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1492 {
1493         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1494
1495         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1496         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1499
1500 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1501                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1502 {
1503         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1504         struct work_struct *work = &dwork->work;
1505
1506         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1507                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1508         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1509         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1510
1511         /*
1512          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1513          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1514          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1515          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1516          */
1517         if (!delay) {
1518                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1519                 return;
1520         }
1521
1522         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1523
1524         dwork->wq = wq;
1525         dwork->cpu = cpu;
1526         timer->expires = jiffies + delay;
1527
1528         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1529                 add_timer_on(timer, cpu);
1530         else
1531                 add_timer(timer);
1532 }
1533
1534 /**
1535  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1536  * @cpu: CPU number to execute work on
1537  * @wq: workqueue to use
1538  * @dwork: work to queue
1539  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1540  *
1541  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1542  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1543  * execution.
1544  */
1545 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1546                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1547 {
1548         struct work_struct *work = &dwork->work;
1549         bool ret = false;
1550         unsigned long flags;
1551
1552         /* read the comment in __queue_work() */
1553         local_irq_save(flags);
1554
1555         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1556                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1557                 ret = true;
1558         }
1559
1560         local_irq_restore(flags);
1561         return ret;
1562 }
1563 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1564
1565 /**
1566  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1567  * @cpu: CPU number to execute work on
1568  * @wq: workqueue to use
1569  * @dwork: work to queue
1570  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1571  *
1572  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1573  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1574  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1575  * current state.
1576  *
1577  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1578  * pending and its timer was modified.
1579  *
1580  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1581  * See try_to_grab_pending() for details.
1582  */
1583 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1584                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1585 {
1586         unsigned long flags;
1587         int ret;
1588
1589         do {
1590                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1591         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1592
1593         if (likely(ret >= 0)) {
1594                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1595                 local_irq_restore(flags);
1596         }
1597
1598         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1599         return ret;
1600 }
1601 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1602
1603 /**
1604  * worker_enter_idle - enter idle state
1605  * @worker: worker which is entering idle state
1606  *
1607  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1608  * necessary.
1609  *
1610  * LOCKING:
1611  * spin_lock_irq(pool->lock).
1612  */
1613 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1614 {
1615         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1616
1617         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1618             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1619                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1620                 return;
1621
1622         /* can't use worker_set_flags(), also called from create_worker() */
1623         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1624         pool->nr_idle++;
1625         worker->last_active = jiffies;
1626
1627         /* idle_list is LIFO */
1628         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1629
1630         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1631                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1632
1633         /*
1634          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1635          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1636          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1637          * unbind is not in progress.
1638          */
1639         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1640                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1641                      atomic_read(&pool->nr_running));
1642 }
1643
1644 /**
1645  * worker_leave_idle - leave idle state
1646  * @worker: worker which is leaving idle state
1647  *
1648  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1649  *
1650  * LOCKING:
1651  * spin_lock_irq(pool->lock).
1652  */
1653 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1654 {
1655         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1656
1657         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1658                 return;
1659         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1660         pool->nr_idle--;
1661         list_del_init(&worker->entry);
1662 }
1663
1664 static struct worker *alloc_worker(int node)
1665 {
1666         struct worker *worker;
1667
1668         worker = kzalloc_node(sizeof(*worker), GFP_KERNEL, node);
1669         if (worker) {
1670                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1671                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1672                 INIT_LIST_HEAD(&worker->node);
1673                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1674                 worker->flags = WORKER_PREP;
1675         }
1676         return worker;
1677 }
1678
1679 /**
1680  * worker_attach_to_pool() - attach a worker to a pool
1681  * @worker: worker to be attached
1682  * @pool: the target pool
1683  *
1684  * Attach @worker to @pool.  Once attached, the %WORKER_UNBOUND flag and
1685  * cpu-binding of @worker are kept coordinated with the pool across
1686  * cpu-[un]hotplugs.
1687  */
1688 static void worker_attach_to_pool(struct worker *worker,
1689                                    struct worker_pool *pool)
1690 {
1691         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1692
1693         /*
1694          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1695          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1696          */
1697         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1698
1699         /*
1700          * The pool->attach_mutex ensures %POOL_DISASSOCIATED remains
1701          * stable across this function.  See the comments above the
1702          * flag definition for details.
1703          */
1704         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1705                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1706
1707         list_add_tail(&worker->node, &pool->workers);
1708
1709         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1710 }
1711
1712 /**
1713  * worker_detach_from_pool() - detach a worker from its pool
1714  * @worker: worker which is attached to its pool
1715  * @pool: the pool @worker is attached to
1716  *
1717  * Undo the attaching which had been done in worker_attach_to_pool().  The
1718  * caller worker shouldn't access to the pool after detached except it has
1719  * other reference to the pool.
1720  */
1721 static void worker_detach_from_pool(struct worker *worker,
1722                                     struct worker_pool *pool)
1723 {
1724         struct completion *detach_completion = NULL;
1725
1726         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1727         list_del(&worker->node);
1728         if (list_empty(&pool->workers))
1729                 detach_completion = pool->detach_completion;
1730         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1731
1732         /* clear leftover flags without pool->lock after it is detached */
1733         worker->flags &= ~(WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND);
1734
1735         if (detach_completion)
1736                 complete(detach_completion);
1737 }
1738
1739 /**
1740  * create_worker - create a new workqueue worker
1741  * @pool: pool the new worker will belong to
1742  *
1743  * Create and start a new worker which is attached to @pool.
1744  *
1745  * CONTEXT:
1746  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1747  *
1748  * Return:
1749  * Pointer to the newly created worker.
1750  */
1751 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1752 {
1753         struct worker *worker = NULL;
1754         int id = -1;
1755         char id_buf[16];
1756
1757         /* ID is needed to determine kthread name */
1758         id = ida_simple_get(&pool->worker_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
1759         if (id < 0)
1760                 goto fail;
1761
1762         worker = alloc_worker(pool->node);
1763         if (!worker)
1764                 goto fail;
1765
1766         worker->pool = pool;
1767         worker->id = id;
1768
1769         if (pool->cpu >= 0)
1770                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1771                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1772         else
1773                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1774
1775         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1776                                               "kworker/%s", id_buf);
1777         if (IS_ERR(worker->task))
1778                 goto fail;
1779
1780         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1781         kthread_bind_mask(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1782
1783         /* successful, attach the worker to the pool */
1784         worker_attach_to_pool(worker, pool);
1785
1786         /* start the newly created worker */
1787         spin_lock_irq(&pool->lock);
1788         worker->pool->nr_workers++;
1789         worker_enter_idle(worker);
1790         wake_up_process(worker->task);
1791         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1792
1793         return worker;
1794
1795 fail:
1796         if (id >= 0)
1797                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, id);
1798         kfree(worker);
1799         return NULL;
1800 }
1801
1802 /**
1803  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1804  * @worker: worker to be destroyed
1805  *
1806  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.  The worker should
1807  * be idle.
1808  *
1809  * CONTEXT:
1810  * spin_lock_irq(pool->lock).
1811  */
1812 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1813 {
1814         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1815
1816         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1817
1818         /* sanity check frenzy */
1819         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1820             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)) ||
1821             WARN_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1822                 return;
1823
1824         pool->nr_workers--;
1825         pool->nr_idle--;
1826
1827         list_del_init(&worker->entry);
1828         worker->flags |= WORKER_DIE;
1829         wake_up_process(worker->task);
1830 }
1831
1832 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1833 {
1834         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1835
1836         spin_lock_irq(&pool->lock);
1837
1838         while (too_many_workers(pool)) {
1839                 struct worker *worker;
1840                 unsigned long expires;
1841
1842                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1843                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1844                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1845
1846                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1847                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1848                         break;
1849                 }
1850
1851                 destroy_worker(worker);
1852         }
1853
1854         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1855 }
1856
1857 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1858 {
1859         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1860         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1861
1862         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1863
1864         if (!wq->rescuer)
1865                 return;
1866
1867         /* mayday mayday mayday */
1868         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1869                 /*
1870                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1871                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1872                  * rescuer is done with it.
1873                  */
1874                 get_pwq(pwq);
1875                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1876                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1877         }
1878 }
1879
1880 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1881 {
1882         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1883         struct work_struct *work;
1884
1885         spin_lock_irq(&pool->lock);
1886         spin_lock(&wq_mayday_lock);             /* for wq->maydays */
1887
1888         if (need_to_create_worker(pool)) {
1889                 /*
1890                  * We've been trying to create a new worker but
1891                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1892                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1893                  * rescuers.
1894                  */
1895                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1896                         send_mayday(work);
1897         }
1898
1899         spin_unlock(&wq_mayday_lock);
1900         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1901
1902         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1903 }
1904
1905 /**
1906  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1907  * @pool: pool to create a new worker for
1908  *
1909  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1910  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1911  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1912  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1913  * possible allocation deadlock.
1914  *
1915  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1916  * may_start_working() %true.
1917  *
1918  * LOCKING:
1919  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1920  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1921  * manager.
1922  */
1923 static void maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1924 __releases(&pool->lock)
1925 __acquires(&pool->lock)
1926 {
1927 restart:
1928         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1929
1930         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1931         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1932
1933         while (true) {
1934                 if (create_worker(pool) || !need_to_create_worker(pool))
1935                         break;
1936
1937                 schedule_timeout_interruptible(CREATE_COOLDOWN);
1938
1939                 if (!need_to_create_worker(pool))
1940                         break;
1941         }
1942
1943         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1944         spin_lock_irq(&pool->lock);
1945         /*
1946          * This is necessary even after a new worker was just successfully
1947          * created as @pool->lock was dropped and the new worker might have
1948          * already become busy.
1949          */
1950         if (need_to_create_worker(pool))
1951                 goto restart;
1952 }
1953
1954 /**
1955  * manage_workers - manage worker pool
1956  * @worker: self
1957  *
1958  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1959  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1960  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1961  *
1962  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1963  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1964  * and may_start_working() is true.
1965  *
1966  * CONTEXT:
1967  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1968  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1969  *
1970  * Return:
1971  * %false if the pool doesn't need management and the caller can safely
1972  * start processing works, %true if management function was performed and
1973  * the conditions that the caller verified before calling the function may
1974  * no longer be true.
1975  */
1976 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1977 {
1978         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1979
1980         /*
1981          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
1982          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
1983          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
1984          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
1985          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
1986          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
1987          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
1988          * actual management, the pool may stall indefinitely.
1989          */
1990         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
1991                 return false;
1992         pool->manager = worker;
1993
1994         maybe_create_worker(pool);
1995
1996         pool->manager = NULL;
1997         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
1998         return true;
1999 }
2000
2001 /**
2002  * process_one_work - process single work
2003  * @worker: self
2004  * @work: work to process
2005  *
2006  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2007  * process a single work including synchronization against and
2008  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2009  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2010  * call this function to process a work.
2011  *
2012  * CONTEXT:
2013  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2014  */
2015 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2016 __releases(&pool->lock)
2017 __acquires(&pool->lock)
2018 {
2019         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2020         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2021         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2022         int work_color;
2023         struct worker *collision;
2024 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2025         /*
2026          * It is permissible to free the struct work_struct from
2027          * inside the function that is called from it, this we need to
2028          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2029          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2030          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2031          */
2032         struct lockdep_map lockdep_map;
2033
2034         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2035 #endif
2036         /* ensure we're on the correct CPU */
2037         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2038                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2039
2040         /*
2041          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2042          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2043          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2044          * currently executing one.
2045          */
2046         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2047         if (unlikely(collision)) {
2048                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2049                 return;
2050         }
2051
2052         /* claim and dequeue */
2053         debug_work_deactivate(work);
2054         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2055         worker->current_work = work;
2056         worker->current_func = work->func;
2057         worker->current_pwq = pwq;
2058         work_color = get_work_color(work);
2059
2060         list_del_init(&work->entry);
2061
2062         /*
2063          * CPU intensive works don't participate in concurrency management.
2064          * They're the scheduler's responsibility.  This takes @worker out
2065          * of concurrency management and the next code block will chain
2066          * execution of the pending work items.
2067          */
2068         if (unlikely(cpu_intensive))
2069                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2070
2071         /*
2072          * Wake up another worker if necessary.  The condition is always
2073          * false for normal per-cpu workers since nr_running would always
2074          * be >= 1 at this point.  This is used to chain execution of the
2075          * pending work items for WORKER_NOT_RUNNING workers such as the
2076          * UNBOUND and CPU_INTENSIVE ones.
2077          */
2078         if (need_more_worker(pool))
2079                 wake_up_worker(pool);
2080
2081         /*
2082          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2083          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2084          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2085          * disabled.
2086          */
2087         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2088
2089         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2090
2091         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2092         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2093         trace_workqueue_execute_start(work);
2094         worker->current_func(work);
2095         /*
2096          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2097          * point will only record its address.
2098          */
2099         trace_workqueue_execute_end(work);
2100         lock_map_release(&lockdep_map);
2101         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2102
2103         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2104                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2105                        "     last function: %pf\n",
2106                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2107                        worker->current_func);
2108                 debug_show_held_locks(current);
2109                 dump_stack();
2110         }
2111
2112         /*
2113          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2114          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2115          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2116          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2117          * stop_machine. At the same time, report a quiescent RCU state so
2118          * the same condition doesn't freeze RCU.
2119          */
2120         cond_resched_rcu_qs();
2121
2122         spin_lock_irq(&pool->lock);
2123
2124         /* clear cpu intensive status */
2125         if (unlikely(cpu_intensive))
2126                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2127
2128         /* we're done with it, release */
2129         hash_del(&worker->hentry);
2130         worker->current_work = NULL;
2131         worker->current_func = NULL;
2132         worker->current_pwq = NULL;
2133         worker->desc_valid = false;
2134         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2135 }
2136
2137 /**
2138  * process_scheduled_works - process scheduled works
2139  * @worker: self
2140  *
2141  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2142  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2143  * fetches a work from the top and executes it.
2144  *
2145  * CONTEXT:
2146  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2147  * multiple times.
2148  */
2149 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2150 {
2151         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2152                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2153                                                 struct work_struct, entry);
2154                 process_one_work(worker, work);
2155         }
2156 }
2157
2158 /**
2159  * worker_thread - the worker thread function
2160  * @__worker: self
2161  *
2162  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2163  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2164  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2165  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2166  * will be explained in rescuer_thread().
2167  *
2168  * Return: 0
2169  */
2170 static int worker_thread(void *__worker)
2171 {
2172         struct worker *worker = __worker;
2173         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2174
2175         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2176         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2177 woke_up:
2178         spin_lock_irq(&pool->lock);
2179
2180         /* am I supposed to die? */
2181         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2182                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2183                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2184                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2185
2186                 set_task_comm(worker->task, "kworker/dying");
2187                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, worker->id);
2188                 worker_detach_from_pool(worker, pool);
2189                 kfree(worker);
2190                 return 0;
2191         }
2192
2193         worker_leave_idle(worker);
2194 recheck:
2195         /* no more worker necessary? */
2196         if (!need_more_worker(pool))
2197                 goto sleep;
2198
2199         /* do we need to manage? */
2200         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2201                 goto recheck;
2202
2203         /*
2204          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2205          * preparing to process a work or actually processing it.
2206          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2207          */
2208         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2209
2210         /*
2211          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2212          * worker or that someone else has already assumed the manager
2213          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2214          * management if applicable and concurrency management is restored
2215          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2216          */
2217         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2218
2219         do {
2220                 struct work_struct *work =
2221                         list_first_entry(&pool->worklist,
2222                                          struct work_struct, entry);
2223
2224                 pool->watchdog_ts = jiffies;
2225
2226                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2227                         /* optimization path, not strictly necessary */
2228                         process_one_work(worker, work);
2229                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2230                                 process_scheduled_works(worker);
2231                 } else {
2232                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2233                         process_scheduled_works(worker);
2234                 }
2235         } while (keep_working(pool));
2236
2237         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP);
2238 sleep:
2239         /*
2240          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2241          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2242          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2243          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2244          * event.
2245          */
2246         worker_enter_idle(worker);
2247         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2248         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2249         schedule();
2250         goto woke_up;
2251 }
2252
2253 /**
2254  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2255  * @__rescuer: self
2256  *
2257  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2258  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2259  *
2260  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2261  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2262  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2263  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2264  * the problem rescuer solves.
2265  *
2266  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2267  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2268  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2269  *
2270  * This should happen rarely.
2271  *
2272  * Return: 0
2273  */
2274 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2275 {
2276         struct worker *rescuer = __rescuer;
2277         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2278         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2279         bool should_stop;
2280
2281         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2282
2283         /*
2284          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2285          * doesn't participate in concurrency management.
2286          */
2287         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2288 repeat:
2289         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2290
2291         /*
2292          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2293          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2294          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2295          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2296          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2297          * list is always empty on exit.
2298          */
2299         should_stop = kthread_should_stop();
2300
2301         /* see whether any pwq is asking for help */
2302         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2303
2304         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2305                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2306                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2307                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2308                 struct work_struct *work, *n;
2309                 bool first = true;
2310
2311                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2312                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2313
2314                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2315
2316                 worker_attach_to_pool(rescuer, pool);
2317
2318                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2319                 rescuer->pool = pool;
2320
2321                 /*
2322                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2323                  * process'em.
2324                  */
2325                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(scheduled));
2326                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry) {
2327                         if (get_work_pwq(work) == pwq) {
2328                                 if (first)
2329                                         pool->watchdog_ts = jiffies;
2330                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2331                         }
2332                         first = false;
2333                 }
2334
2335                 if (!list_empty(scheduled)) {
2336                         process_scheduled_works(rescuer);
2337
2338                         /*
2339                          * The above execution of rescued work items could
2340                          * have created more to rescue through
2341                          * pwq_activate_first_delayed() or chained
2342                          * queueing.  Let's put @pwq back on mayday list so
2343                          * that such back-to-back work items, which may be
2344                          * being used to relieve memory pressure, don't
2345                          * incur MAYDAY_INTERVAL delay inbetween.
2346                          */
2347                         if (need_to_create_worker(pool)) {
2348                                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2349                                 get_pwq(pwq);
2350                                 list_move_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
2351                                 spin_unlock(&wq_mayday_lock);
2352                         }
2353                 }
2354
2355                 /*
2356                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2357                  * go away while we're still attached to it.
2358                  */
2359                 put_pwq(pwq);
2360
2361                 /*
2362                  * Leave this pool.  If need_more_worker() is %true, notify a
2363                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2364                  * and stalling the execution.
2365                  */
2366                 if (need_more_worker(pool))
2367                         wake_up_worker(pool);
2368
2369                 rescuer->pool = NULL;
2370                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2371
2372                 worker_detach_from_pool(rescuer, pool);
2373
2374                 spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2375         }
2376
2377         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2378
2379         if (should_stop) {
2380                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2381                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2382                 return 0;
2383         }
2384
2385         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2386         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2387         schedule();
2388         goto repeat;
2389 }
2390
2391 /**
2392  * check_flush_dependency - check for flush dependency sanity
2393  * @target_wq: workqueue being flushed
2394  * @target_work: work item being flushed (NULL for workqueue flushes)
2395  *
2396  * %current is trying to flush the whole @target_wq or @target_work on it.
2397  * If @target_wq doesn't have %WQ_MEM_RECLAIM, verify that %current is not
2398  * reclaiming memory or running on a workqueue which doesn't have
2399  * %WQ_MEM_RECLAIM as that can break forward-progress guarantee leading to
2400  * a deadlock.
2401  */
2402 static void check_flush_dependency(struct workqueue_struct *target_wq,
2403                                    struct work_struct *target_work)
2404 {
2405         work_func_t target_func = target_work ? target_work->func : NULL;
2406         struct worker *worker;
2407
2408         if (target_wq->flags & WQ_MEM_RECLAIM)
2409                 return;
2410
2411         worker = current_wq_worker();
2412
2413         WARN_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC,
2414                   "workqueue: PF_MEMALLOC task %d(%s) is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2415                   current->pid, current->comm, target_wq->name, target_func);
2416         WARN_ONCE(worker && ((worker->current_pwq->wq->flags &
2417                               (WQ_MEM_RECLAIM | __WQ_LEGACY)) == WQ_MEM_RECLAIM),
2418                   "workqueue: WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2419                   worker->current_pwq->wq->name, worker->current_func,
2420                   target_wq->name, target_func);
2421 }
2422
2423 struct wq_barrier {
2424         struct work_struct      work;
2425         struct completion       done;
2426         struct task_struct      *task;  /* purely informational */
2427 };
2428
2429 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2430 {
2431         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2432         complete(&barr->done);
2433 }
2434
2435 /**
2436  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2437  * @pwq: pwq to insert barrier into
2438  * @barr: wq_barrier to insert
2439  * @target: target work to attach @barr to
2440  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2441  *
2442  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2443  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2444  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2445  * cpu.
2446  *
2447  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2448  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2449  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2450  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2451  * after a work with LINKED flag set.
2452  *
2453  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2454  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2455  *
2456  * CONTEXT:
2457  * spin_lock_irq(pool->lock).
2458  */
2459 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2460                               struct wq_barrier *barr,
2461                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2462 {
2463         struct list_head *head;
2464         unsigned int linked = 0;
2465
2466         /*
2467          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2468          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2469          * checks and call back into the fixup functions where we
2470          * might deadlock.
2471          */
2472         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2473         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2474         init_completion(&barr->done);
2475         barr->task = current;
2476
2477         /*
2478          * If @target is currently being executed, schedule the
2479          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2480          */
2481         if (worker)
2482                 head = worker->scheduled.next;
2483         else {
2484                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2485
2486                 head = target->entry.next;
2487                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2488                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2489                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2490         }
2491
2492         debug_work_activate(&barr->work);
2493         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2494                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2495 }
2496
2497 /**
2498  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2499  * @wq: workqueue being flushed
2500  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2501  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2502  *
2503  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2504  *
2505  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2506  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2507  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2508  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2509  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2510  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2511  *
2512  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2513  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2514  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2515  * is returned.
2516  *
2517  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2518  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2519  * advanced to @work_color.
2520  *
2521  * CONTEXT:
2522  * mutex_lock(wq->mutex).
2523  *
2524  * Return:
2525  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2526  * otherwise.
2527  */
2528 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2529                                       int flush_color, int work_color)
2530 {
2531         bool wait = false;
2532         struct pool_workqueue *pwq;
2533
2534         if (flush_color >= 0) {
2535                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2536                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2537         }
2538
2539         for_each_pwq(pwq, wq) {
2540                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2541
2542                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2543
2544                 if (flush_color >= 0) {
2545                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2546
2547                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2548                                 pwq->flush_color = flush_color;
2549                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2550                                 wait = true;
2551                         }
2552                 }
2553
2554                 if (work_color >= 0) {
2555                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2556                         pwq->work_color = work_color;
2557                 }
2558
2559                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2560         }
2561
2562         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2563                 complete(&wq->first_flusher->done);
2564
2565         return wait;
2566 }
2567
2568 /**
2569  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2570  * @wq: workqueue to flush
2571  *
2572  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2573  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2574  */
2575 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2576 {
2577         struct wq_flusher this_flusher = {
2578                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2579                 .flush_color = -1,
2580                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2581         };
2582         int next_color;
2583
2584         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2585         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2586
2587         mutex_lock(&wq->mutex);
2588
2589         /*
2590          * Start-to-wait phase
2591          */
2592         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2593
2594         if (next_color != wq->flush_color) {
2595                 /*
2596                  * Color space is not full.  The current work_color
2597                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2598                  * by one.
2599                  */
2600                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2601                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2602                 wq->work_color = next_color;
2603
2604                 if (!wq->first_flusher) {
2605                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2606                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2607
2608                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2609
2610                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2611                                                        wq->work_color)) {
2612                                 /* nothing to flush, done */
2613                                 wq->flush_color = next_color;
2614                                 wq->first_flusher = NULL;
2615                                 goto out_unlock;
2616                         }
2617                 } else {
2618                         /* wait in queue */
2619                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2620                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2621                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2622                 }
2623         } else {
2624                 /*
2625                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2626                  * The next flush completion will assign us
2627                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2628                  */
2629                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2630         }
2631
2632         check_flush_dependency(wq, NULL);
2633
2634         mutex_unlock(&wq->mutex);
2635
2636         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2637
2638         /*
2639          * Wake-up-and-cascade phase
2640          *
2641          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2642          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2643          */
2644         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2645                 return;
2646
2647         mutex_lock(&wq->mutex);
2648
2649         /* we might have raced, check again with mutex held */
2650         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2651                 goto out_unlock;
2652
2653         wq->first_flusher = NULL;
2654
2655         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2656         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2657
2658         while (true) {
2659                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2660
2661                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2662                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2663                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2664                                 break;
2665                         list_del_init(&next->list);
2666                         complete(&next->done);
2667                 }
2668
2669                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2670                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2671
2672                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2673                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2674
2675                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2676                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2677                         /*
2678                          * Assign the same color to all overflowed
2679                          * flushers, advance work_color and append to
2680                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2681                          * phase for these overflowed flushers.
2682                          */
2683                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2684                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2685
2686                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2687
2688                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2689                                               &wq->flusher_queue);
2690                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2691                 }
2692
2693                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2694                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2695                         break;
2696                 }
2697
2698                 /*
2699                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2700                  * the new first flusher and arm pwqs.
2701                  */
2702                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2703                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2704
2705                 list_del_init(&next->list);
2706                 wq->first_flusher = next;
2707
2708                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2709                         break;
2710
2711                 /*
2712                  * Meh... this color is already done, clear first
2713                  * flusher and repeat cascading.
2714                  */
2715                 wq->first_flusher = NULL;
2716         }
2717
2718 out_unlock:
2719         mutex_unlock(&wq->mutex);
2720 }
2721 EXPORT_SYMBOL(flush_workqueue);
2722
2723 /**
2724  * drain_workqueue - drain a workqueue
2725  * @wq: workqueue to drain
2726  *
2727  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2728  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2729  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2730  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is determined
2731  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2732  * takes too long.
2733  */
2734 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2735 {
2736         unsigned int flush_cnt = 0;
2737         struct pool_workqueue *pwq;
2738
2739         /*
2740          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2741          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2742          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2743          */
2744         mutex_lock(&wq->mutex);
2745         if (!wq->nr_drainers++)
2746                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2747         mutex_unlock(&wq->mutex);
2748 reflush:
2749         flush_workqueue(wq);
2750
2751         mutex_lock(&wq->mutex);
2752
2753         for_each_pwq(pwq, wq) {
2754                 bool drained;
2755
2756                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2757                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2758                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2759
2760                 if (drained)
2761                         continue;
2762
2763                 if (++flush_cnt == 10 ||
2764                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2765                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2766                                 wq->name, flush_cnt);
2767
2768                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2769                 goto reflush;
2770         }
2771
2772         if (!--wq->nr_drainers)
2773                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2774         mutex_unlock(&wq->mutex);
2775 }
2776 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2777
2778 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2779 {
2780         struct worker *worker = NULL;
2781         struct worker_pool *pool;
2782         struct pool_workqueue *pwq;
2783
2784         might_sleep();
2785
2786         local_irq_disable();
2787         pool = get_work_pool(work);
2788         if (!pool) {
2789                 local_irq_enable();
2790                 return false;
2791         }
2792
2793         spin_lock(&pool->lock);
2794         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2795         pwq = get_work_pwq(work);
2796         if (pwq) {
2797                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2798                         goto already_gone;
2799         } else {
2800                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2801                 if (!worker)
2802                         goto already_gone;
2803                 pwq = worker->current_pwq;
2804         }
2805
2806         check_flush_dependency(pwq->wq, work);
2807
2808         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2809         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2810
2811         /*
2812          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2813          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2814          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2815          * access.
2816          */
2817         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2818                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2819         else
2820                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2821         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2822
2823         return true;
2824 already_gone:
2825         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2826         return false;
2827 }
2828
2829 /**
2830  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2831  * @work: the work to flush
2832  *
2833  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2834  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2835  *
2836  * Return:
2837  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2838  * %false if it was already idle.
2839  */
2840 bool flush_work(struct work_struct *work)
2841 {
2842         struct wq_barrier barr;
2843
2844         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2845         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2846
2847         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2848                 wait_for_completion(&barr.done);
2849                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2850                 return true;
2851         } else {
2852                 return false;
2853         }
2854 }
2855 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2856
2857 struct cwt_wait {
2858         wait_queue_t            wait;
2859         struct work_struct      *work;
2860 };
2861
2862 static int cwt_wakefn(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
2863 {
2864         struct cwt_wait *cwait = container_of(wait, struct cwt_wait, wait);
2865
2866         if (cwait->work != key)
2867                 return 0;
2868         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
2869 }
2870
2871 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2872 {
2873         static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cancel_waitq);
2874         unsigned long flags;
2875         int ret;
2876
2877         do {
2878                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2879                 /*
2880                  * If someone else is already canceling, wait for it to
2881                  * finish.  flush_work() doesn't work for PREEMPT_NONE
2882                  * because we may get scheduled between @work's completion
2883                  * and the other canceling task resuming and clearing
2884                  * CANCELING - flush_work() will return false immediately
2885                  * as @work is no longer busy, try_to_grab_pending() will
2886                  * return -ENOENT as @work is still being canceled and the
2887                  * other canceling task won't be able to clear CANCELING as
2888                  * we're hogging the CPU.
2889                  *
2890                  * Let's wait for completion using a waitqueue.  As this
2891                  * may lead to the thundering herd problem, use a custom
2892                  * wake function which matches @work along with exclusive
2893                  * wait and wakeup.
2894                  */
2895                 if (unlikely(ret == -ENOENT)) {
2896                         struct cwt_wait cwait;
2897
2898                         init_wait(&cwait.wait);
2899                         cwait.wait.func = cwt_wakefn;
2900                         cwait.work = work;
2901
2902                         prepare_to_wait_exclusive(&cancel_waitq, &cwait.wait,
2903                                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2904                         if (work_is_canceling(work))
2905                                 schedule();
2906                         finish_wait(&cancel_waitq, &cwait.wait);
2907                 }
2908         } while (unlikely(ret < 0));
2909
2910         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2911         mark_work_canceling(work);
2912         local_irq_restore(flags);
2913
2914         flush_work(work);
2915         clear_work_data(work);
2916
2917         /*
2918          * Paired with prepare_to_wait() above so that either
2919          * waitqueue_active() is visible here or !work_is_canceling() is
2920          * visible there.
2921          */
2922         smp_mb();
2923         if (waitqueue_active(&cancel_waitq))
2924                 __wake_up(&cancel_waitq, TASK_NORMAL, 1, work);
2925
2926         return ret;
2927 }
2928
2929 /**
2930  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2931  * @work: the work to cancel
2932  *
2933  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2934  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2935  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2936  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2937  *
2938  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2939  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2940  *
2941  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2942  * queued can't be destroyed before this function returns.
2943  *
2944  * Return:
2945  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2946  */
2947 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2948 {
2949         return __cancel_work_timer(work, false);
2950 }
2951 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2952
2953 /**
2954  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2955  * @dwork: the delayed work to flush
2956  *
2957  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2958  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2959  * considers the last queueing instance of @dwork.
2960  *
2961  * Return:
2962  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2963  * %false if it was already idle.
2964  */
2965 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2966 {
2967         local_irq_disable();
2968         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2969                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2970         local_irq_enable();
2971         return flush_work(&dwork->work);
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2974
2975 /**
2976  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2977  * @dwork: delayed_work to cancel
2978  *
2979  * Kill off a pending delayed_work.
2980  *
2981  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
2982  * pending.
2983  *
2984  * Note:
2985  * The work callback function may still be running on return, unless
2986  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
2987  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2988  *
2989  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2990  */
2991 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2992 {
2993         unsigned long flags;
2994         int ret;
2995
2996         do {
2997                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2998         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2999
3000         if (unlikely(ret < 0))
3001                 return false;
3002
3003         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
3004                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
3005         local_irq_restore(flags);
3006         return ret;
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
3009
3010 /**
3011  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
3012  * @dwork: the delayed work cancel
3013  *
3014  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
3015  *
3016  * Return:
3017  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3018  */
3019 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3020 {
3021         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3022 }
3023 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3024
3025 /**
3026  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3027  * @func: the function to call
3028  *
3029  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3030  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3031  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3032  *
3033  * Return:
3034  * 0 on success, -errno on failure.
3035  */
3036 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3037 {
3038         int cpu;
3039         struct work_struct __percpu *works;
3040
3041         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3042         if (!works)
3043                 return -ENOMEM;
3044
3045         get_online_cpus();
3046
3047         for_each_online_cpu(cpu) {
3048                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3049
3050                 INIT_WORK(work, func);
3051                 schedule_work_on(cpu, work);
3052         }
3053
3054         for_each_online_cpu(cpu)
3055                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3056
3057         put_online_cpus();
3058         free_percpu(works);
3059         return 0;
3060 }
3061
3062 /**
3063  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3064  * @fn:         the function to execute
3065  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3066  *              be available when the work executes)
3067  *
3068  * Executes the function immediately if process context is available,
3069  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3070  *
3071  * Return:      0 - function was executed
3072  *              1 - function was scheduled for execution
3073  */
3074 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3075 {
3076         if (!in_interrupt()) {
3077                 fn(&ew->work);
3078                 return 0;
3079         }
3080
3081         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3082         schedule_work(&ew->work);
3083
3084         return 1;
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3087
3088 /**
3089  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3090  * @attrs: workqueue_attrs to free
3091  *
3092  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3093  */
3094 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3095 {
3096         if (attrs) {
3097                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3098                 kfree(attrs);
3099         }
3100 }
3101
3102 /**
3103  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3104  * @gfp_mask: allocation mask to use
3105  *
3106  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3107  * return it.
3108  *
3109  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3110  */
3111 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3112 {
3113         struct workqueue_attrs *attrs;
3114
3115         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3116         if (!attrs)
3117                 goto fail;
3118         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3119                 goto fail;
3120
3121         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3122         return attrs;
3123 fail:
3124         free_workqueue_attrs(attrs);
3125         return NULL;
3126 }
3127
3128 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3129                                  const struct workqueue_attrs *from)
3130 {
3131         to->nice = from->nice;
3132         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3133         /*
3134          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3135          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3136          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3137          */
3138         to->no_numa = from->no_numa;
3139 }
3140
3141 /* hash value of the content of @attr */
3142 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3143 {
3144         u32 hash = 0;
3145
3146         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3147         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3148                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3149         return hash;
3150 }
3151
3152 /* content equality test */
3153 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3154                           const struct workqueue_attrs *b)
3155 {
3156         if (a->nice != b->nice)
3157                 return false;
3158         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3159                 return false;
3160         return true;
3161 }
3162
3163 /**
3164  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3165  * @pool: worker_pool to initialize
3166  *
3167  * Initialize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3168  *
3169  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3170  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3171  * on @pool safely to release it.
3172  */
3173 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3174 {
3175         spin_lock_init(&pool->lock);
3176         pool->id = -1;
3177         pool->cpu = -1;
3178         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3179         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3180         pool->watchdog_ts = jiffies;
3181         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3182         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3183         hash_init(pool->busy_hash);
3184
3185         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3186         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3187         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3188
3189         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3190                     (unsigned long)pool);
3191
3192         mutex_init(&pool->manager_arb);
3193         mutex_init(&pool->attach_mutex);
3194         INIT_LIST_HEAD(&pool->workers);
3195
3196         ida_init(&pool->worker_ida);
3197         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3198         pool->refcnt = 1;
3199
3200         /* shouldn't fail above this point */
3201         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3202         if (!pool->attrs)
3203                 return -ENOMEM;
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 static void rcu_free_wq(struct rcu_head *rcu)
3208 {
3209         struct workqueue_struct *wq =
3210                 container_of(rcu, struct workqueue_struct, rcu);
3211
3212         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3213                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3214         else
3215                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3216
3217         kfree(wq->rescuer);
3218         kfree(wq);
3219 }
3220
3221 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3222 {
3223         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3224
3225         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3226         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3227         kfree(pool);
3228 }
3229
3230 /**
3231  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3232  * @pool: worker_pool to put
3233  *
3234  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3235  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3236  * and this function should be able to release pools which went through,
3237  * successfully or not, init_worker_pool().
3238  *
3239  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3240  */
3241 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3242 {
3243         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(detach_completion);
3244         struct worker *worker;
3245
3246         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3247
3248         if (--pool->refcnt)
3249                 return;
3250
3251         /* sanity checks */
3252         if (WARN_ON(!(pool->cpu < 0)) ||
3253             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3254                 return;
3255
3256         /* release id and unhash */
3257         if (pool->id >= 0)
3258                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3259         hash_del(&pool->hash_node);
3260
3261         /*
3262          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3263          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3264          * attach_mutex.
3265          */
3266         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3267
3268         spin_lock_irq(&pool->lock);
3269         while ((worker = first_idle_worker(pool)))
3270                 destroy_worker(worker);
3271         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3272         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3273
3274         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
3275         if (!list_empty(&pool->workers))
3276                 pool->detach_completion = &detach_completion;
3277         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
3278
3279         if (pool->detach_completion)
3280                 wait_for_completion(pool->detach_completion);
3281
3282         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3283
3284         /* shut down the timers */
3285         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3286         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3287
3288         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3289         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3290 }
3291
3292 /**
3293  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3294  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3295  *
3296  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3297  * reference count and return it.  If there already is a matching
3298  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3299  * create a new one.
3300  *
3301  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3302  *
3303  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3304  * On failure, %NULL.
3305  */
3306 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3307 {
3308         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3309         struct worker_pool *pool;
3310         int node;
3311         int target_node = NUMA_NO_NODE;
3312
3313         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3314
3315         /* do we already have a matching pool? */
3316         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3317                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3318                         pool->refcnt++;
3319                         return pool;
3320                 }
3321         }
3322
3323         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3324         if (wq_numa_enabled) {
3325                 for_each_node(node) {
3326                         if (cpumask_subset(attrs->cpumask,
3327                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3328                                 target_node = node;
3329                                 break;
3330                         }
3331                 }
3332         }
3333
3334         /* nope, create a new one */
3335         pool = kzalloc_node(sizeof(*pool), GFP_KERNEL, target_node);
3336         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3337                 goto fail;
3338
3339         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3340         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3341         pool->node = target_node;
3342
3343         /*
3344          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3345          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3346          */
3347         pool->attrs->no_numa = false;
3348
3349         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3350                 goto fail;
3351
3352         /* create and start the initial worker */
3353         if (!create_worker(pool))
3354                 goto fail;
3355
3356         /* install */
3357         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3358
3359         return pool;
3360 fail:
3361         if (pool)
3362                 put_unbound_pool(pool);
3363         return NULL;
3364 }
3365
3366 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3367 {
3368         kmem_cache_free(pwq_cache,
3369                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3374  * and needs to be destroyed.
3375  */
3376 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3377 {
3378         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3379                                                   unbound_release_work);
3380         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3381         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3382         bool is_last;
3383
3384         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3385                 return;
3386
3387         mutex_lock(&wq->mutex);
3388         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3389         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3390         mutex_unlock(&wq->mutex);
3391
3392         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3393         put_unbound_pool(pool);
3394         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3395
3396         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3397
3398         /*
3399          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3400          * is gonna access it anymore.  Schedule RCU free.
3401          */
3402         if (is_last)
3403                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
3404 }
3405
3406 /**
3407  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3408  * @pwq: target pool_workqueue
3409  *
3410  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3411  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3412  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3413  */
3414 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3415 {
3416         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3417         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3418
3419         /* for @wq->saved_max_active */
3420         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3421
3422         /* fast exit for non-freezable wqs */
3423         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3424                 return;
3425
3426         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3427
3428         /*
3429          * During [un]freezing, the caller is responsible for ensuring that
3430          * this function is called at least once after @workqueue_freezing
3431          * is updated and visible.
3432          */
3433         if (!freezable || !workqueue_freezing) {
3434                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3435
3436                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3437                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3438                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3439
3440                 /*
3441                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3442                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3443                  */
3444                 wake_up_worker(pwq->pool);
3445         } else {
3446                 pwq->max_active = 0;
3447         }
3448
3449         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3450 }
3451
3452 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3453 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3454                      struct worker_pool *pool)
3455 {
3456         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3457
3458         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3459
3460         pwq->pool = pool;
3461         pwq->wq = wq;
3462         pwq->flush_color = -1;
3463         pwq->refcnt = 1;
3464         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3465         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3466         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3467         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3468 }
3469
3470 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3471 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3472 {
3473         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3474
3475         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3476
3477         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3478         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3479                 return;
3480
3481         /* set the matching work_color */
3482         pwq->work_color = wq->work_color;
3483
3484         /* sync max_active to the current setting */
3485         pwq_adjust_max_active(pwq);
3486
3487         /* link in @pwq */
3488         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3489 }
3490
3491 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3492 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3493                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3494 {
3495         struct worker_pool *pool;
3496         struct pool_workqueue *pwq;
3497
3498         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3499
3500         pool = get_unbound_pool(attrs);
3501         if (!pool)
3502                 return NULL;
3503
3504         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3505         if (!pwq) {
3506                 put_unbound_pool(pool);
3507                 return NULL;
3508         }
3509
3510         init_pwq(pwq, wq, pool);
3511         return pwq;
3512 }
3513
3514 /**
3515  * wq_calc_node_cpumask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3516  * @attrs: the wq_attrs of the default pwq of the target workqueue
3517  * @node: the target NUMA node
3518  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3519  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3520  *
3521  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3522  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3523  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3524  *
3525  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3526  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3527  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3528  * @attrs->cpumask.
3529  *
3530  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3531  * stable.
3532  *
3533  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3534  * %false if equal.
3535  */
3536 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3537                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3538 {
3539         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3540                 goto use_dfl;
3541
3542         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3543         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3544         if (cpu_going_down >= 0)
3545                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3546
3547         if (cpumask_empty(cpumask))
3548                 goto use_dfl;
3549
3550         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3551         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3552         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3553
3554 use_dfl:
3555         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3556         return false;
3557 }
3558
3559 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3560 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3561                                                    int node,
3562                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3563 {
3564         struct pool_workqueue *old_pwq;
3565
3566         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3567         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3568
3569         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3570         link_pwq(pwq);
3571
3572         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3573         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3574         return old_pwq;
3575 }
3576
3577 /* context to store the prepared attrs & pwqs before applying */
3578 struct apply_wqattrs_ctx {
3579         struct workqueue_struct *wq;            /* target workqueue */
3580         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* attrs to apply */
3581         struct list_head        list;           /* queued for batching commit */
3582         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;
3583         struct pool_workqueue   *pwq_tbl[];
3584 };
3585
3586 /* free the resources after success or abort */
3587 static void apply_wqattrs_cleanup(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3588 {
3589         if (ctx) {
3590                 int node;
3591
3592                 for_each_node(node)
3593                         put_pwq_unlocked(ctx->pwq_tbl[node]);
3594                 put_pwq_unlocked(ctx->dfl_pwq);
3595
3596                 free_workqueue_attrs(ctx->attrs);
3597
3598                 kfree(ctx);
3599         }
3600 }
3601
3602 /* allocate the attrs and pwqs for later installation */
3603 static struct apply_wqattrs_ctx *
3604 apply_wqattrs_prepare(struct workqueue_struct *wq,
3605                       const struct workqueue_attrs *attrs)
3606 {
3607         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3608         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3609         int node;
3610
3611         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3612
3613         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx) + nr_node_ids * sizeof(ctx->pwq_tbl[0]),
3614                       GFP_KERNEL);
3615
3616         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3617         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3618         if (!ctx || !new_attrs || !tmp_attrs)
3619                 goto out_free;
3620
3621         /*
3622          * Calculate the attrs of the default pwq.
3623          * If the user configured cpumask doesn't overlap with the
3624          * wq_unbound_cpumask, we fallback to the wq_unbound_cpumask.
3625          */
3626         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3627         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3628         if (unlikely(cpumask_empty(new_attrs->cpumask)))
3629                 cpumask_copy(new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3630
3631         /*
3632          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3633          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3634          * pools.
3635          */
3636         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3637
3638         /*
3639          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3640          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3641          * it even if we don't use it immediately.
3642          */
3643         ctx->dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3644         if (!ctx->dfl_pwq)
3645                 goto out_free;
3646
3647         for_each_node(node) {
3648                 if (wq_calc_node_cpumask(new_attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3649                         ctx->pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3650                         if (!ctx->pwq_tbl[node])
3651                                 goto out_free;
3652                 } else {
3653                         ctx->dfl_pwq->refcnt++;
3654                         ctx->pwq_tbl[node] = ctx->dfl_pwq;
3655                 }
3656         }
3657
3658         /* save the user configured attrs and sanitize it. */
3659         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3660         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3661         ctx->attrs = new_attrs;
3662
3663         ctx->wq = wq;
3664         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3665         return ctx;
3666
3667 out_free:
3668         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3669         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3670         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3671         return NULL;
3672 }
3673
3674 /* set attrs and install prepared pwqs, @ctx points to old pwqs on return */
3675 static void apply_wqattrs_commit(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3676 {
3677         int node;
3678
3679         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3680         mutex_lock(&ctx->wq->mutex);
3681
3682         copy_workqueue_attrs(ctx->wq->unbound_attrs, ctx->attrs);
3683
3684         /* save the previous pwq and install the new one */
3685         for_each_node(node)
3686                 ctx->pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(ctx->wq, node,
3687                                                           ctx->pwq_tbl[node]);
3688
3689         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3690         link_pwq(ctx->dfl_pwq);
3691         swap(ctx->wq->dfl_pwq, ctx->dfl_pwq);
3692
3693         mutex_unlock(&ctx->wq->mutex);
3694 }
3695
3696 static void apply_wqattrs_lock(void)
3697 {
3698         /* CPUs should stay stable across pwq creations and installations */
3699         get_online_cpus();
3700         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3701 }
3702
3703 static void apply_wqattrs_unlock(void)
3704 {
3705         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3706         put_online_cpus();
3707 }
3708
3709 static int apply_workqueue_attrs_locked(struct workqueue_struct *wq,
3710                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3711 {
3712         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3713
3714         /* only unbound workqueues can change attributes */
3715         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3716                 return -EINVAL;
3717
3718         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3719         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3720                 return -EINVAL;
3721
3722         ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, attrs);
3723         if (!ctx)
3724                 return -ENOMEM;
3725
3726         /* the ctx has been prepared successfully, let's commit it */
3727         apply_wqattrs_commit(ctx);
3728         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3729
3730         return 0;
3731 }
3732
3733 /**
3734  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3735  * @wq: the target workqueue
3736  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3737  *
3738  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3739  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3740  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3741  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3742  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3743  * back-to-back will stay on its current pwq.
3744  *
3745  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3746  *
3747  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3748  */
3749 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3750                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3751 {
3752         int ret;
3753
3754         apply_wqattrs_lock();
3755         ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
3756         apply_wqattrs_unlock();
3757
3758         return ret;
3759 }
3760
3761 /**
3762  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3763  * @wq: the target workqueue
3764  * @cpu: the CPU coming up or going down
3765  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3766  *
3767  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3768  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3769  * @wq accordingly.
3770  *
3771  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3772  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3773  * correct.
3774  *
3775  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3776  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
3777  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
3778  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
3779  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
3780  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
3781  * CPU_DOWN_PREPARE.
3782  */
3783 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
3784                                    bool online)
3785 {
3786         int node = cpu_to_node(cpu);
3787         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
3788         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
3789         struct workqueue_attrs *target_attrs;
3790         cpumask_t *cpumask;
3791
3792         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3793
3794         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ||
3795             wq->unbound_attrs->no_numa)
3796                 return;
3797
3798         /*
3799          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
3800          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
3801          * CPU hotplug exclusion.
3802          */
3803         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
3804         cpumask = target_attrs->cpumask;
3805
3806         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
3807         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
3808
3809         /*
3810          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
3811          * different from the default pwq's, we need to compare it to @pwq's
3812          * and create a new one if they don't match.  If the target cpumask
3813          * equals the default pwq's, the default pwq should be used.
3814          */
3815         if (wq_calc_node_cpumask(wq->dfl_pwq->pool->attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
3816                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
3817                         return;
3818         } else {
3819                 goto use_dfl_pwq;
3820         }
3821
3822         /* create a new pwq */
3823         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
3824         if (!pwq) {
3825                 pr_warn("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
3826                         wq->name);
3827                 goto use_dfl_pwq;
3828         }
3829
3830         /* Install the new pwq. */
3831         mutex_lock(&wq->mutex);
3832         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
3833         goto out_unlock;
3834
3835 use_dfl_pwq:
3836         mutex_lock(&wq->mutex);
3837         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3838         get_pwq(wq->dfl_pwq);
3839         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3840         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
3841 out_unlock:
3842         mutex_unlock(&wq->mutex);
3843         put_pwq_unlocked(old_pwq);
3844 }
3845
3846 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3847 {
3848         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
3849         int cpu, ret;
3850
3851         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3852                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3853                 if (!wq->cpu_pwqs)
3854                         return -ENOMEM;
3855
3856                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3857                         struct pool_workqueue *pwq =
3858                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3859                         struct worker_pool *cpu_pools =
3860                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
3861
3862                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
3863
3864                         mutex_lock(&wq->mutex);
3865                         link_pwq(pwq);
3866                         mutex_unlock(&wq->mutex);
3867                 }
3868                 return 0;
3869         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
3870                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
3871                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
3872                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
3873                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
3874                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
3875                 return ret;
3876         } else {
3877                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
3878         }
3879 }
3880
3881 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3882                                const char *name)
3883 {
3884         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3885
3886         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3887                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3888                         max_active, name, 1, lim);
3889
3890         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3891 }
3892
3893 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3894                                                unsigned int flags,
3895                                                int max_active,
3896                                                struct lock_class_key *key,
3897                                                const char *lock_name, ...)
3898 {
3899         size_t tbl_size = 0;
3900         va_list args;
3901         struct workqueue_struct *wq;
3902         struct pool_workqueue *pwq;
3903
3904         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
3905         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
3906                 flags |= WQ_UNBOUND;
3907
3908         /* allocate wq and format name */
3909         if (flags & WQ_UNBOUND)
3910                 tbl_size = nr_node_ids * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
3911
3912         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
3913         if (!wq)
3914                 return NULL;
3915
3916         if (flags & WQ_UNBOUND) {
3917                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3918                 if (!wq->unbound_attrs)
3919                         goto err_free_wq;
3920         }
3921
3922         va_start(args, lock_name);
3923         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
3924         va_end(args);
3925
3926         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3927         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3928
3929         /* init wq */
3930         wq->flags = flags;
3931         wq->saved_max_active = max_active;
3932         mutex_init(&wq->mutex);
3933         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3934         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3935         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3936         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3937         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
3938
3939         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3940         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3941
3942         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
3943                 goto err_free_wq;
3944
3945         /*
3946          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3947          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3948          */
3949         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
3950                 struct worker *rescuer;
3951
3952                 rescuer = alloc_worker(NUMA_NO_NODE);
3953                 if (!rescuer)
3954                         goto err_destroy;
3955
3956                 rescuer->rescue_wq = wq;
3957                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3958                                                wq->name);
3959                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
3960                         kfree(rescuer);
3961                         goto err_destroy;
3962                 }
3963
3964                 wq->rescuer = rescuer;
3965                 kthread_bind_mask(rescuer->task, cpu_possible_mask);
3966                 wake_up_process(rescuer->task);
3967         }
3968
3969         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
3970                 goto err_destroy;
3971
3972         /*
3973          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
3974          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
3975          * list.
3976          */
3977         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3978
3979         mutex_lock(&wq->mutex);
3980         for_each_pwq(pwq, wq)
3981                 pwq_adjust_max_active(pwq);
3982         mutex_unlock(&wq->mutex);
3983
3984         list_add_tail_rcu(&wq->list, &workqueues);
3985
3986         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3987
3988         return wq;
3989
3990 err_free_wq:
3991         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3992         kfree(wq);
3993         return NULL;
3994 err_destroy:
3995         destroy_workqueue(wq);
3996         return NULL;
3997 }
3998 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3999
4000 /**
4001  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4002  * @wq: target workqueue
4003  *
4004  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4005  */
4006 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4007 {
4008         struct pool_workqueue *pwq;
4009         int node;
4010
4011         /* drain it before proceeding with destruction */
4012         drain_workqueue(wq);
4013
4014         /* sanity checks */
4015         mutex_lock(&wq->mutex);
4016         for_each_pwq(pwq, wq) {
4017                 int i;
4018
4019                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4020                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4021                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4022                                 return;
4023                         }
4024                 }
4025
4026                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4027                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4028                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4029                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4030                         return;
4031                 }
4032         }
4033         mutex_unlock(&wq->mutex);
4034
4035         /*
4036          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4037          * flushing is complete in case freeze races us.
4038          */
4039         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4040         list_del_rcu(&wq->list);
4041         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4042
4043         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4044
4045         if (wq->rescuer)
4046                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4047
4048         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4049                 /*
4050                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4051                  * schedule RCU free.
4052                  */
4053                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
4054         } else {
4055                 /*
4056                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4057                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4058                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4059                  */
4060                 for_each_node(node) {
4061                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4062                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4063                         put_pwq_unlocked(pwq);
4064                 }
4065
4066                 /*
4067                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4068                  * put.  Don't access it afterwards.
4069                  */
4070                 pwq = wq->dfl_pwq;
4071                 wq->dfl_pwq = NULL;
4072                 put_pwq_unlocked(pwq);
4073         }
4074 }
4075 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4076
4077 /**
4078  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4079  * @wq: target workqueue
4080  * @max_active: new max_active value.
4081  *
4082  * Set max_active of @wq to @max_active.
4083  *
4084  * CONTEXT:
4085  * Don't call from IRQ context.
4086  */
4087 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4088 {
4089         struct pool_workqueue *pwq;
4090
4091         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4092         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4093                 return;
4094
4095         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4096
4097         mutex_lock(&wq->mutex);
4098
4099         wq->saved_max_active = max_active;
4100
4101         for_each_pwq(pwq, wq)
4102                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4103
4104         mutex_unlock(&wq->mutex);
4105 }
4106 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4107
4108 /**
4109  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4110  *
4111  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4112  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4113  *
4114  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4115  */
4116 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4117 {
4118         struct worker *worker = current_wq_worker();
4119
4120         return worker && worker->rescue_wq;
4121 }
4122
4123 /**
4124  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4125  * @cpu: CPU in question
4126  * @wq: target workqueue
4127  *
4128  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4129  * no synchronization around this function and the test result is
4130  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4131  *
4132  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4133  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4134  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4135  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4136  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4137  *
4138  * Return:
4139  * %true if congested, %false otherwise.
4140  */
4141 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4142 {
4143         struct pool_workqueue *pwq;
4144         bool ret;
4145
4146         rcu_read_lock_sched();
4147
4148         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4149                 cpu = smp_processor_id();
4150
4151         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4152                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4153         else
4154                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4155
4156         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4157         rcu_read_unlock_sched();
4158
4159         return ret;
4160 }
4161 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4162
4163 /**
4164  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4165  * @work: the work to be tested
4166  *
4167  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4168  * synchronization around this function and the test result is
4169  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4170  *
4171  * Return:
4172  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4173  */
4174 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4175 {
4176         struct worker_pool *pool;
4177         unsigned long flags;
4178         unsigned int ret = 0;
4179
4180         if (work_pending(work))
4181                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4182
4183         local_irq_save(flags);
4184         pool = get_work_pool(work);
4185         if (pool) {
4186                 spin_lock(&pool->lock);
4187                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4188                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4189                 spin_unlock(&pool->lock);
4190         }
4191         local_irq_restore(flags);
4192
4193         return ret;
4194 }
4195 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4196
4197 /**
4198  * set_worker_desc - set description for the current work item
4199  * @fmt: printf-style format string
4200  * @...: arguments for the format string
4201  *
4202  * This function can be called by a running work function to describe what
4203  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4204  * information will be printed out together to help debugging.  The
4205  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4206  */
4207 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4208 {
4209         struct worker *worker = current_wq_worker();
4210         va_list args;
4211
4212         if (worker) {
4213                 va_start(args, fmt);
4214                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4215                 va_end(args);
4216                 worker->desc_valid = true;
4217         }
4218 }
4219
4220 /**
4221  * print_worker_info - print out worker information and description
4222  * @log_lvl: the log level to use when printing
4223  * @task: target task
4224  *
4225  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4226  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4227  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4228  *
4229  * This function can be safely called on any task as long as the
4230  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4231  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4232  */
4233 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4234 {
4235         work_func_t *fn = NULL;
4236         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4237         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4238         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4239         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4240         bool desc_valid = false;
4241         struct worker *worker;
4242
4243         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4244                 return;
4245
4246         /*
4247          * This function is called without any synchronization and @task
4248          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4249          */
4250         worker = probe_kthread_data(task);
4251
4252         /*
4253          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4254          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4255          */
4256         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4257         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4258         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4259         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4260
4261         /* copy worker description */
4262         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4263         if (desc_valid)
4264                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4265
4266         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4267                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4268                 if (desc[0])
4269                         pr_cont(" (%s)", desc);
4270                 pr_cont("\n");
4271         }
4272 }
4273
4274 static void pr_cont_pool_info(struct worker_pool *pool)
4275 {
4276         pr_cont(" cpus=%*pbl", nr_cpumask_bits, pool->attrs->cpumask);
4277         if (pool->node != NUMA_NO_NODE)
4278                 pr_cont(" node=%d", pool->node);
4279         pr_cont(" flags=0x%x nice=%d", pool->flags, pool->attrs->nice);
4280 }
4281
4282 static void pr_cont_work(bool comma, struct work_struct *work)
4283 {
4284         if (work->func == wq_barrier_func) {
4285                 struct wq_barrier *barr;
4286
4287                 barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
4288
4289                 pr_cont("%s BAR(%d)", comma ? "," : "",
4290                         task_pid_nr(barr->task));
4291         } else {
4292                 pr_cont("%s %pf", comma ? "," : "", work->func);
4293         }
4294 }
4295
4296 static void show_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
4297 {
4298         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
4299         struct work_struct *work;
4300         struct worker *worker;
4301         bool has_in_flight = false, has_pending = false;
4302         int bkt;
4303
4304         pr_info("  pwq %d:", pool->id);
4305         pr_cont_pool_info(pool);
4306
4307         pr_cont(" active=%d/%d%s\n", pwq->nr_active, pwq->max_active,
4308                 !list_empty(&pwq->mayday_node) ? " MAYDAY" : "");
4309
4310         hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4311                 if (worker->current_pwq == pwq) {
4312                         has_in_flight = true;
4313                         break;
4314                 }
4315         }
4316         if (has_in_flight) {
4317                 bool comma = false;
4318
4319                 pr_info("    in-flight:");
4320                 hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4321                         if (worker->current_pwq != pwq)
4322                                 continue;
4323
4324                         pr_cont("%s %d%s:%pf", comma ? "," : "",
4325                                 task_pid_nr(worker->task),
4326                                 worker == pwq->wq->rescuer ? "(RESCUER)" : "",
4327                                 worker->current_func);
4328                         list_for_each_entry(work, &worker->scheduled, entry)
4329                                 pr_cont_work(false, work);
4330                         comma = true;
4331                 }
4332                 pr_cont("\n");
4333         }
4334
4335         list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4336                 if (get_work_pwq(work) == pwq) {
4337                         has_pending = true;
4338                         break;
4339                 }
4340         }
4341         if (has_pending) {
4342                 bool comma = false;
4343
4344                 pr_info("    pending:");
4345                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4346                         if (get_work_pwq(work) != pwq)
4347                                 continue;
4348
4349                         pr_cont_work(comma, work);
4350                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4351                 }
4352                 pr_cont("\n");
4353         }
4354
4355         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4356                 bool comma = false;
4357
4358                 pr_info("    delayed:");
4359                 list_for_each_entry(work, &pwq->delayed_works, entry) {
4360                         pr_cont_work(comma, work);
4361                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4362                 }
4363                 pr_cont("\n");
4364         }
4365 }
4366
4367 /**
4368  * show_workqueue_state - dump workqueue state
4369  *
4370  * Called from a sysrq handler and prints out all busy workqueues and
4371  * pools.
4372  */
4373 void show_workqueue_state(void)
4374 {
4375         struct workqueue_struct *wq;
4376         struct worker_pool *pool;
4377         unsigned long flags;
4378         int pi;
4379
4380         rcu_read_lock_sched();
4381
4382         pr_info("Showing busy workqueues and worker pools:\n");
4383
4384         list_for_each_entry_rcu(wq, &workqueues, list) {
4385                 struct pool_workqueue *pwq;
4386                 bool idle = true;
4387
4388                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4389                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4390                                 idle = false;
4391                                 break;
4392                         }
4393                 }
4394                 if (idle)
4395                         continue;
4396
4397                 pr_info("workqueue %s: flags=0x%x\n", wq->name, wq->flags);
4398
4399                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4400                         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
4401                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works))
4402                                 show_pwq(pwq);
4403                         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
4404                 }
4405         }
4406
4407         for_each_pool(pool, pi) {
4408                 struct worker *worker;
4409                 bool first = true;
4410
4411                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
4412                 if (pool->nr_workers == pool->nr_idle)
4413                         goto next_pool;
4414
4415                 pr_info("pool %d:", pool->id);
4416                 pr_cont_pool_info(pool);
4417                 pr_cont(" hung=%us workers=%d",
4418                         jiffies_to_msecs(jiffies - pool->watchdog_ts) / 1000,
4419                         pool->nr_workers);
4420                 if (pool->manager)
4421                         pr_cont(" manager: %d",
4422                                 task_pid_nr(pool->manager->task));
4423                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
4424                         pr_cont(" %s%d", first ? "idle: " : "",
4425                                 task_pid_nr(worker->task));
4426                         first = false;
4427                 }
4428                 pr_cont("\n");
4429         next_pool:
4430                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
4431         }
4432
4433         rcu_read_unlock_sched();
4434 }
4435
4436 /*
4437  * CPU hotplug.
4438  *
4439  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4440  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4441  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4442  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4443  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4444  * blocked draining impractical.
4445  *
4446  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4447  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4448  * cpu comes back online.
4449  */
4450
4451 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4452 {
4453         int cpu = smp_processor_id();
4454         struct worker_pool *pool;
4455         struct worker *worker;
4456
4457         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4458                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4459                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4460
4461                 /*
4462                  * We've blocked all attach/detach operations. Make all workers
4463                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4464                  * except for the ones which are still executing works from
4465                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4466                  * this, they may become diasporas.
4467                  */
4468                 for_each_pool_worker(worker, pool)
4469                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4470
4471                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4472
4473                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4474                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4475
4476                 /*
4477                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4478                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4479                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4480                  * from other cpus.
4481                  */
4482                 schedule();
4483
4484                 /*
4485                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4486                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4487                  * and keep_working() are always true as long as the
4488                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4489                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4490                  * are served by workers tied to the pool.
4491                  */
4492                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4493
4494                 /*
4495                  * With concurrency management just turned off, a busy
4496                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4497                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4498                  */
4499                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4500                 wake_up_worker(pool);
4501                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4502         }
4503 }
4504
4505 /**
4506  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4507  * @pool: pool of interest
4508  *
4509  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4510  */
4511 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4512 {
4513         struct worker *worker;
4514
4515         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4516
4517         /*
4518          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4519          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4520          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinity
4521          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4522          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4523          */
4524         for_each_pool_worker(worker, pool)
4525                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4526                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4527
4528         spin_lock_irq(&pool->lock);
4529         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4530
4531         for_each_pool_worker(worker, pool) {
4532                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4533
4534                 /*
4535                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4536                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4537                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4538                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4539                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4540                  * be bound before @pool->lock is released.
4541                  */
4542                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4543                         wake_up_process(worker->task);
4544
4545                 /*
4546                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4547                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4548                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4549                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4550                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4551                  * concurrency management.  Note that when or whether
4552                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4553                  *
4554                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4555                  * tested without holding any lock in
4556                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4557                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4558                  * management operations.
4559                  */
4560                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4561                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4562                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4563                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4564         }
4565
4566         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4567 }
4568
4569 /**
4570  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4571  * @pool: unbound pool of interest
4572  * @cpu: the CPU which is coming up
4573  *
4574  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4575  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4576  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4577  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4578  */
4579 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4580 {
4581         static cpumask_t cpumask;
4582         struct worker *worker;
4583
4584         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4585
4586         /* is @cpu allowed for @pool? */
4587         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4588                 return;
4589
4590         /* is @cpu the only online CPU? */
4591         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4592         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4593                 return;
4594
4595         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4596         for_each_pool_worker(worker, pool)
4597                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4598                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4599 }
4600
4601 /*
4602  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4603  * This will be registered high priority CPU notifier.
4604  */
4605 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4606                                                unsigned long action,
4607                                                void *hcpu)
4608 {
4609         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4610         struct worker_pool *pool;
4611         struct workqueue_struct *wq;
4612         int pi;
4613
4614         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4615         case CPU_UP_PREPARE:
4616                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4617                         if (pool->nr_workers)
4618                                 continue;
4619                         if (!create_worker(pool))
4620                                 return NOTIFY_BAD;
4621                 }
4622                 break;
4623
4624         case CPU_DOWN_FAILED:
4625         case CPU_ONLINE:
4626                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4627
4628                 for_each_pool(pool, pi) {
4629                         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4630
4631                         if (pool->cpu == cpu)
4632                                 rebind_workers(pool);
4633                         else if (pool->cpu < 0)
4634                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4635
4636                         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4637                 }
4638
4639                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4640                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4641                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4642
4643                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4644                 break;
4645         }
4646         return NOTIFY_OK;
4647 }
4648
4649 /*
4650  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4651  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4652  */
4653 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4654                                                  unsigned long action,
4655                                                  void *hcpu)
4656 {
4657         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4658         struct work_struct unbind_work;
4659         struct workqueue_struct *wq;
4660
4661         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4662         case CPU_DOWN_PREPARE:
4663                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4664                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4665                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4666
4667                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4668                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4669                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4670                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4671                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4672
4673                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4674                 flush_work(&unbind_work);
4675                 destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4676                 break;
4677         }
4678         return NOTIFY_OK;
4679 }
4680
4681 #ifdef CONFIG_SMP
4682
4683 struct work_for_cpu {
4684         struct work_struct work;
4685         long (*fn)(void *);
4686         void *arg;
4687         long ret;
4688 };
4689
4690 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4691 {
4692         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4693
4694         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4695 }
4696
4697 /**
4698  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4699  * @cpu: the cpu to run on
4700  * @fn: the function to run
4701  * @arg: the function arg
4702  *
4703  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4704  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4705  *
4706  * Return: The value @fn returns.
4707  */
4708 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4709 {
4710         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4711
4712         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4713         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4714         flush_work(&wfc.work);
4715         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4716         return wfc.ret;
4717 }
4718 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4719 #endif /* CONFIG_SMP */
4720
4721 #ifdef CONFIG_FREEZER
4722
4723 /**
4724  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4725  *
4726  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4727  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4728  * pool->worklist.
4729  *
4730  * CONTEXT:
4731  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4732  */
4733 void freeze_workqueues_begin(void)
4734 {
4735         struct workqueue_struct *wq;
4736         struct pool_workqueue *pwq;
4737
4738         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4739
4740         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4741         workqueue_freezing = true;
4742
4743         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4744                 mutex_lock(&wq->mutex);
4745                 for_each_pwq(pwq, wq)
4746                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4747                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4748         }
4749
4750         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4751 }
4752
4753 /**
4754  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4755  *
4756  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4757  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4758  *
4759  * CONTEXT:
4760  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4761  *
4762  * Return:
4763  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4764  * is complete.
4765  */
4766 bool freeze_workqueues_busy(void)
4767 {
4768         bool busy = false;
4769         struct workqueue_struct *wq;
4770         struct pool_workqueue *pwq;
4771
4772         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4773
4774         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4775
4776         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4777                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4778                         continue;
4779                 /*
4780                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4781                  * to peek without lock.
4782                  */
4783                 rcu_read_lock_sched();
4784                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4785                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4786                         if (pwq->nr_active) {
4787                                 busy = true;
4788                                 rcu_read_unlock_sched();
4789                                 goto out_unlock;
4790                         }
4791                 }
4792                 rcu_read_unlock_sched();
4793         }
4794 out_unlock:
4795         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4796         return busy;
4797 }
4798
4799 /**
4800  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4801  *
4802  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4803  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4804  *
4805  * CONTEXT:
4806  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4807  */
4808 void thaw_workqueues(void)
4809 {
4810         struct workqueue_struct *wq;
4811         struct pool_workqueue *pwq;
4812
4813         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4814
4815         if (!workqueue_freezing)
4816                 goto out_unlock;
4817
4818         workqueue_freezing = false;
4819
4820         /* restore max_active and repopulate worklist */
4821         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4822                 mutex_lock(&wq->mutex);
4823                 for_each_pwq(pwq, wq)
4824                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4825                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4826         }
4827
4828 out_unlock:
4829         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4830 }
4831 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4832
4833 static int workqueue_apply_unbound_cpumask(void)
4834 {
4835         LIST_HEAD(ctxs);
4836         int ret = 0;
4837         struct workqueue_struct *wq;
4838         struct apply_wqattrs_ctx *ctx, *n;
4839
4840         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4841
4842         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4843                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4844                         continue;
4845                 /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
4846                 if (wq->flags & __WQ_ORDERED)
4847                         continue;
4848
4849                 ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, wq->unbound_attrs);
4850                 if (!ctx) {
4851                         ret = -ENOMEM;
4852                         break;
4853                 }
4854
4855                 list_add_tail(&ctx->list, &ctxs);
4856         }
4857
4858         list_for_each_entry_safe(ctx, n, &ctxs, list) {
4859                 if (!ret)
4860                         apply_wqattrs_commit(ctx);
4861                 apply_wqattrs_cleanup(ctx);
4862         }
4863
4864         return ret;
4865 }
4866
4867 /**
4868  *  workqueue_set_unbound_cpumask - Set the low-level unbound cpumask
4869  *  @cpumask: the cpumask to set
4870  *
4871  *  The low-level workqueues cpumask is a global cpumask that limits
4872  *  the affinity of all unbound workqueues.  This function check the @cpumask
4873  *  and apply it to all unbound workqueues and updates all pwqs of them.
4874  *
4875  *  Retun:      0       - Success
4876  *              -EINVAL - Invalid @cpumask
4877  *              -ENOMEM - Failed to allocate memory for attrs or pwqs.
4878  */
4879 int workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask_var_t cpumask)
4880 {
4881         int ret = -EINVAL;
4882         cpumask_var_t saved_cpumask;
4883
4884         if (!zalloc_cpumask_var(&saved_cpumask, GFP_KERNEL))
4885                 return -ENOMEM;
4886
4887         cpumask_and(cpumask, cpumask, cpu_possible_mask);
4888         if (!cpumask_empty(cpumask)) {
4889                 apply_wqattrs_lock();
4890
4891                 /* save the old wq_unbound_cpumask. */
4892                 cpumask_copy(saved_cpumask, wq_unbound_cpumask);
4893
4894                 /* update wq_unbound_cpumask at first and apply it to wqs. */
4895                 cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpumask);
4896                 ret = workqueue_apply_unbound_cpumask();
4897
4898                 /* restore the wq_unbound_cpumask when failed. */
4899                 if (ret < 0)
4900                         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, saved_cpumask);
4901
4902                 apply_wqattrs_unlock();
4903         }
4904
4905         free_cpumask_var(saved_cpumask);
4906         return ret;
4907 }
4908
4909 #ifdef CONFIG_SYSFS
4910 /*
4911  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
4912  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
4913  * following attributes.
4914  *
4915  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
4916  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
4917  *
4918  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
4919  *
4920  *  id          RO int  : the associated pool ID
4921  *  nice        RW int  : nice value of the workers
4922  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
4923  */
4924 struct wq_device {
4925         struct workqueue_struct         *wq;
4926         struct device                   dev;
4927 };
4928
4929 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
4930 {
4931         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
4932
4933         return wq_dev->wq;
4934 }
4935
4936 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
4937                             char *buf)
4938 {
4939         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4940
4941         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
4942 }
4943 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
4944
4945 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
4946                                struct device_attribute *attr, char *buf)
4947 {
4948         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4949
4950         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
4951 }
4952
4953 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
4954                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
4955                                 size_t count)
4956 {
4957         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4958         int val;
4959
4960         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
4961                 return -EINVAL;
4962
4963         workqueue_set_max_active(wq, val);
4964         return count;
4965 }
4966 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
4967
4968 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
4969         &dev_attr_per_cpu.attr,
4970         &dev_attr_max_active.attr,
4971         NULL,
4972 };
4973 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
4974
4975 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
4976                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
4977 {
4978         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4979         const char *delim = "";
4980         int node, written = 0;
4981
4982         rcu_read_lock_sched();
4983         for_each_node(node) {
4984                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
4985                                      "%s%d:%d", delim, node,
4986                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
4987                 delim = " ";
4988         }
4989         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
4990         rcu_read_unlock_sched();
4991
4992         return written;
4993 }
4994
4995 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
4996                             char *buf)
4997 {
4998         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4999         int written;
5000
5001         mutex_lock(&wq->mutex);
5002         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
5003         mutex_unlock(&wq->mutex);
5004
5005         return written;
5006 }
5007
5008 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
5009 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
5010 {
5011         struct workqueue_attrs *attrs;
5012
5013         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
5014
5015         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5016         if (!attrs)
5017                 return NULL;
5018
5019         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
5020         return attrs;
5021 }
5022
5023 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5024                              const char *buf, size_t count)
5025 {
5026         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5027         struct workqueue_attrs *attrs;
5028         int ret = -ENOMEM;
5029
5030         apply_wqattrs_lock();
5031
5032         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5033         if (!attrs)
5034                 goto out_unlock;
5035
5036         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
5037             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
5038                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5039         else
5040                 ret = -EINVAL;
5041
5042 out_unlock:
5043         apply_wqattrs_unlock();
5044         free_workqueue_attrs(attrs);
5045         return ret ?: count;
5046 }
5047
5048 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
5049                                struct device_attribute *attr, char *buf)
5050 {
5051         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5052         int written;
5053
5054         mutex_lock(&wq->mutex);
5055         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5056                             cpumask_pr_args(wq->unbound_attrs->cpumask));
5057         mutex_unlock(&wq->mutex);
5058         return written;
5059 }
5060
5061 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
5062                                 struct device_attribute *attr,
5063                                 const char *buf, size_t count)
5064 {
5065         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5066         struct workqueue_attrs *attrs;
5067         int ret = -ENOMEM;
5068
5069         apply_wqattrs_lock();
5070
5071         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5072         if (!attrs)
5073                 goto out_unlock;
5074
5075         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
5076         if (!ret)
5077                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5078
5079 out_unlock:
5080         apply_wqattrs_unlock();
5081         free_workqueue_attrs(attrs);
5082         return ret ?: count;
5083 }
5084
5085 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5086                             char *buf)
5087 {
5088         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5089         int written;
5090
5091         mutex_lock(&wq->mutex);
5092         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
5093                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
5094         mutex_unlock(&wq->mutex);
5095
5096         return written;
5097 }
5098
5099 static ssize_t wq_numa_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 v, ret = -ENOMEM;
5105
5106         apply_wqattrs_lock();
5107
5108         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5109         if (!attrs)
5110                 goto out_unlock;
5111
5112         ret = -EINVAL;
5113         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
5114                 attrs->no_numa = !v;
5115                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5116         }
5117
5118 out_unlock:
5119         apply_wqattrs_unlock();
5120         free_workqueue_attrs(attrs);
5121         return ret ?: count;
5122 }
5123
5124 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
5125         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
5126         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
5127         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
5128         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
5129         __ATTR_NULL,
5130 };
5131
5132 static struct bus_type wq_subsys = {
5133         .name                           = "workqueue",
5134         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
5135 };
5136
5137 static ssize_t wq_unbound_cpumask_show(struct device *dev,
5138                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5139 {
5140         int written;
5141
5142         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5143         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5144                             cpumask_pr_args(wq_unbound_cpumask));
5145         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5146
5147         return written;
5148 }
5149
5150 static ssize_t wq_unbound_cpumask_store(struct device *dev,
5151                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
5152 {
5153         cpumask_var_t cpumask;
5154         int ret;
5155
5156         if (!zalloc_cpumask_var(&cpumask, GFP_KERNEL))
5157                 return -ENOMEM;
5158
5159         ret = cpumask_parse(buf, cpumask);
5160         if (!ret)
5161                 ret = workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask);
5162
5163         free_cpumask_var(cpumask);
5164         return ret ? ret : count;
5165 }
5166
5167 static struct device_attribute wq_sysfs_cpumask_attr =
5168         __ATTR(cpumask, 0644, wq_unbound_cpumask_show,
5169                wq_unbound_cpumask_store);
5170
5171 static int __init wq_sysfs_init(void)
5172 {
5173         int err;
5174
5175         err = subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
5176         if (err)
5177                 return err;
5178
5179         return device_create_file(wq_subsys.dev_root, &wq_sysfs_cpumask_attr);
5180 }
5181 core_initcall(wq_sysfs_init);
5182
5183 static void wq_device_release(struct device *dev)
5184 {
5185         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
5186
5187         kfree(wq_dev);
5188 }
5189
5190 /**
5191  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
5192  * @wq: the workqueue to register
5193  *
5194  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
5195  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
5196  * which is the preferred method.
5197  *
5198  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
5199  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
5200  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
5201  * attributes.
5202  *
5203  * Return: 0 on success, -errno on failure.
5204  */
5205 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
5206 {
5207         struct wq_device *wq_dev;
5208         int ret;
5209
5210         /*
5211          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applying
5212          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
5213          * workqueues.
5214          */
5215         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
5216                 return -EINVAL;
5217
5218         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
5219         if (!wq_dev)
5220                 return -ENOMEM;
5221
5222         wq_dev->wq = wq;
5223         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
5224         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
5225         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
5226
5227         /*
5228          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
5229          * everything is ready.
5230          */
5231         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
5232
5233         ret = device_register(&wq_dev->dev);
5234         if (ret) {
5235                 kfree(wq_dev);
5236                 wq->wq_dev = NULL;
5237                 return ret;
5238         }
5239
5240         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
5241                 struct device_attribute *attr;
5242
5243                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
5244                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
5245                         if (ret) {
5246                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
5247                                 wq->wq_dev = NULL;
5248                                 return ret;
5249                         }
5250                 }
5251         }
5252
5253         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
5254         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 /**
5259  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
5260  * @wq: the workqueue to unregister
5261  *
5262  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
5263  */
5264 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
5265 {
5266         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
5267
5268         if (!wq->wq_dev)
5269                 return;
5270
5271         wq->wq_dev = NULL;
5272         device_unregister(&wq_dev->dev);
5273 }
5274 #else   /* CONFIG_SYSFS */
5275 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
5276 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
5277
5278 /*
5279  * Workqueue watchdog.
5280  *
5281  * Stall may be caused by various bugs - missing WQ_MEM_RECLAIM, illegal
5282  * flush dependency, a concurrency managed work item which stays RUNNING
5283  * indefinitely.  Workqueue stalls can be very difficult to debug as the
5284  * usual warning mechanisms don't trigger and internal workqueue state is
5285  * largely opaque.
5286  *
5287  * Workqueue watchdog monitors all worker pools periodically and dumps
5288  * state if some pools failed to make forward progress for a while where
5289  * forward progress is defined as the first item on ->worklist changing.
5290  *
5291  * This mechanism is controlled through the kernel parameter
5292  * "workqueue.watchdog_thresh" which can be updated at runtime through the
5293  * corresponding sysfs parameter file.
5294  */
5295 #ifdef CONFIG_WQ_WATCHDOG
5296
5297 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data);
5298
5299 static unsigned long wq_watchdog_thresh = 30;
5300 static struct timer_list wq_watchdog_timer =
5301         TIMER_DEFERRED_INITIALIZER(wq_watchdog_timer_fn, 0, 0);
5302
5303 static unsigned long wq_watchdog_touched = INITIAL_JIFFIES;
5304 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, wq_watchdog_touched_cpu) = INITIAL_JIFFIES;
5305
5306 static void wq_watchdog_reset_touched(void)
5307 {
5308         int cpu;
5309
5310         wq_watchdog_touched = jiffies;
5311         for_each_possible_cpu(cpu)
5312                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5313 }
5314
5315 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data)
5316 {
5317         unsigned long thresh = READ_ONCE(wq_watchdog_thresh) * HZ;
5318         bool lockup_detected = false;
5319         struct worker_pool *pool;
5320         int pi;
5321
5322         if (!thresh)
5323                 return;
5324
5325         rcu_read_lock();
5326
5327         for_each_pool(pool, pi) {
5328                 unsigned long pool_ts, touched, ts;
5329
5330                 if (list_empty(&pool->worklist))
5331                         continue;
5332
5333                 /* get the latest of pool and touched timestamps */
5334                 pool_ts = READ_ONCE(pool->watchdog_ts);
5335                 touched = READ_ONCE(wq_watchdog_touched);
5336
5337                 if (time_after(pool_ts, touched))
5338                         ts = pool_ts;
5339                 else
5340                         ts = touched;
5341
5342                 if (pool->cpu >= 0) {
5343                         unsigned long cpu_touched =
5344                                 READ_ONCE(per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu,
5345                                                   pool->cpu));
5346                         if (time_after(cpu_touched, ts))
5347                                 ts = cpu_touched;
5348                 }
5349
5350                 /* did we stall? */
5351                 if (time_after(jiffies, ts + thresh)) {
5352                         lockup_detected = true;
5353                         pr_emerg("BUG: workqueue lockup - pool");
5354                         pr_cont_pool_info(pool);
5355                         pr_cont(" stuck for %us!\n",
5356                                 jiffies_to_msecs(jiffies - pool_ts) / 1000);
5357                 }
5358         }
5359
5360         rcu_read_unlock();
5361
5362         if (lockup_detected)
5363                 show_workqueue_state();
5364
5365         wq_watchdog_reset_touched();
5366         mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh);
5367 }
5368
5369 void wq_watchdog_touch(int cpu)
5370 {
5371         if (cpu >= 0)
5372                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5373         else
5374                 wq_watchdog_touched = jiffies;
5375 }
5376
5377 static void wq_watchdog_set_thresh(unsigned long thresh)
5378 {
5379         wq_watchdog_thresh = 0;
5380         del_timer_sync(&wq_watchdog_timer);
5381
5382         if (thresh) {
5383                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5384                 wq_watchdog_reset_touched();
5385                 mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh * HZ);
5386         }
5387 }
5388
5389 static int wq_watchdog_param_set_thresh(const char *val,
5390                                         const struct kernel_param *kp)
5391 {
5392         unsigned long thresh;
5393         int ret;
5394
5395         ret = kstrtoul(val, 0, &thresh);
5396         if (ret)
5397                 return ret;
5398
5399         if (system_wq)
5400                 wq_watchdog_set_thresh(thresh);
5401         else
5402                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5403
5404         return 0;
5405 }
5406
5407 static const struct kernel_param_ops wq_watchdog_thresh_ops = {
5408         .set    = wq_watchdog_param_set_thresh,
5409         .get    = param_get_ulong,
5410 };
5411
5412 module_param_cb(watchdog_thresh, &wq_watchdog_thresh_ops, &wq_watchdog_thresh,
5413                 0644);
5414
5415 static void wq_watchdog_init(void)
5416 {
5417         wq_watchdog_set_thresh(wq_watchdog_thresh);
5418 }
5419
5420 #else   /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5421
5422 static inline void wq_watchdog_init(void) { }
5423
5424 #endif  /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5425
5426 static void __init wq_numa_init(void)
5427 {
5428         cpumask_var_t *tbl;
5429         int node, cpu;
5430
5431         if (num_possible_nodes() <= 1)
5432                 return;
5433
5434         if (wq_disable_numa) {
5435                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
5436                 return;
5437         }
5438
5439         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5440         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
5441
5442         /*
5443          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5444          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5445          * fully initialized by now.
5446          */
5447         tbl = kzalloc(nr_node_ids * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5448         BUG_ON(!tbl);
5449
5450         for_each_node(node)
5451                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5452                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5453
5454         for_each_possible_cpu(cpu) {
5455                 node = cpu_to_node(cpu);
5456                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5457                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5458                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5459                         return;
5460                 }
5461                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5462         }
5463
5464         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5465         wq_numa_enabled = true;
5466 }
5467
5468 static int __init init_workqueues(void)
5469 {
5470         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5471         int i, cpu;
5472
5473         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5474
5475         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&wq_unbound_cpumask, GFP_KERNEL));
5476         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpu_possible_mask);
5477
5478         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5479
5480         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5481         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5482
5483         wq_numa_init();
5484
5485         /* initialize CPU pools */
5486         for_each_possible_cpu(cpu) {
5487                 struct worker_pool *pool;
5488
5489                 i = 0;
5490                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5491                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5492                         pool->cpu = cpu;
5493                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5494                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5495                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5496
5497                         /* alloc pool ID */
5498                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5499                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5500                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5501                 }
5502         }
5503
5504         /* create the initial worker */
5505         for_each_online_cpu(cpu) {
5506                 struct worker_pool *pool;
5507
5508                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5509                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5510                         BUG_ON(!create_worker(pool));
5511                 }
5512         }
5513
5514         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5515         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5516                 struct workqueue_attrs *attrs;
5517
5518                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5519                 attrs->nice = std_nice[i];
5520                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5521
5522                 /*
5523                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5524                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5525                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5526                  */
5527                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5528                 attrs->nice = std_nice[i];
5529                 attrs->no_numa = true;
5530                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5531         }
5532
5533         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5534         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5535         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5536         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5537                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5538         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5539                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5540         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5541                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5542         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5543                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5544                                               0);
5545         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5546                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5547                !system_power_efficient_wq ||
5548                !system_freezable_power_efficient_wq);
5549
5550         wq_watchdog_init();
5551
5552         return 0;
5553 }
5554 early_initcall(init_workqueues);