workqueue: add workqueue_struct->pwqs list
[linux-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 is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/hashtable.h>
45
46 #include "workqueue_internal.h"
47
48 enum {
49         /*
50          * worker_pool flags
51          *
52          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
53          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
54          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
55          * is in effect.
56          *
57          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
58          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
59          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
60          *
61          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
62          * assoc_mutex to avoid changing binding state while
63          * create_worker() is in progress.
64          */
65         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
66         POOL_MANAGING_WORKERS   = 1 << 1,       /* managing workers */
67         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
68         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
69
70         /* worker flags */
71         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
72         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
73         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
74         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
75         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
76         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
77
78         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_UNBOUND |
79                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
80
81         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
82
83         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
84
85         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
86         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
87
88         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
89                                                 /* call for help after 10ms
90                                                    (min two ticks) */
91         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
92         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
93
94         /*
95          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
96          * all cpus.  Give -20.
97          */
98         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
99         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
100 };
101
102 /*
103  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
104  *
105  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
106  *    everyone else.
107  *
108  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
109  *    only be modified and accessed from the local cpu.
110  *
111  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
112  *
113  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
114  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
115  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
116  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
117  *
118  * F: wq->flush_mutex protected.
119  *
120  * W: workqueue_lock protected.
121  */
122
123 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
124
125 struct worker_pool {
126         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
127         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
128         int                     id;             /* I: pool ID */
129         unsigned int            flags;          /* X: flags */
130
131         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
132         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
133
134         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
135         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
136
137         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
138         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
139         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
140
141         /* workers are chained either in busy_hash or idle_list */
142         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
143                                                 /* L: hash of busy workers */
144
145         struct mutex            assoc_mutex;    /* protect POOL_DISASSOCIATED */
146         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
147
148         /*
149          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
150          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
151          * cacheline.
152          */
153         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
154 } ____cacheline_aligned_in_smp;
155
156 /*
157  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
158  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
159  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
160  * number of flag bits.
161  */
162 struct pool_workqueue {
163         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
164         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
165         int                     work_color;     /* L: current color */
166         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
167         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
168                                                 /* L: nr of in_flight works */
169         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
170         int                     max_active;     /* L: max active works */
171         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
172         struct list_head        pwqs_node;      /* I: node on wq->pwqs */
173 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
174
175 /*
176  * Structure used to wait for workqueue flush.
177  */
178 struct wq_flusher {
179         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
180         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
181         struct completion       done;           /* flush completion */
182 };
183
184 /*
185  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
186  * used to determine whether there's something to be done.
187  */
188 #ifdef CONFIG_SMP
189 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
190 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
191         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
192 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
193 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
194 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
195 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
196 #else
197 typedef unsigned long mayday_mask_t;
198 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
199 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
200 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
201 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
202 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
203 #endif
204
205 /*
206  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
207  * per-CPU workqueues:
208  */
209 struct workqueue_struct {
210         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
211         union {
212                 struct pool_workqueue __percpu          *pcpu;
213                 struct pool_workqueue                   *single;
214                 unsigned long                           v;
215         } pool_wq;                              /* I: pwq's */
216         struct list_head        pwqs;           /* I: all pwqs of this wq */
217         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
218
219         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
220         int                     work_color;     /* F: current work color */
221         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
222         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
223         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
224         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
225         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
226
227         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
228         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
229
230         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
231         int                     saved_max_active; /* W: saved pwq max_active */
232 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
233         struct lockdep_map      lockdep_map;
234 #endif
235         char                    name[];         /* I: workqueue name */
236 };
237
238 static struct kmem_cache *pwq_cache;
239
240 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
241 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
242 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
244 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
245 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
246 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
248 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
250
251 #define CREATE_TRACE_POINTS
252 #include <trace/events/workqueue.h>
253
254 #define for_each_std_worker_pool(pool, cpu)                             \
255         for ((pool) = &std_worker_pools(cpu)[0];                        \
256              (pool) < &std_worker_pools(cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; (pool)++)
257
258 #define for_each_busy_worker(worker, i, pool)                           \
259         hash_for_each(pool->busy_hash, i, worker, hentry)
260
261 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
262                                 unsigned int sw)
263 {
264         if (cpu < nr_cpu_ids) {
265                 if (sw & 1) {
266                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
267                         if (cpu < nr_cpu_ids)
268                                 return cpu;
269                 }
270                 if (sw & 2)
271                         return WORK_CPU_UNBOUND;
272         }
273         return WORK_CPU_END;
274 }
275
276 static inline int __next_pwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
277                                  struct workqueue_struct *wq)
278 {
279         return __next_wq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
280 }
281
282 /*
283  * CPU iterators
284  *
285  * An extra cpu number is defined using an invalid cpu number
286  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
287  * specific CPU.  The following iterators are similar to for_each_*_cpu()
288  * iterators but also considers the unbound CPU.
289  *
290  * for_each_wq_cpu()            : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
291  * for_each_online_wq_cpu()     : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
292  * for_each_pwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
293  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
294  */
295 #define for_each_wq_cpu(cpu)                                            \
296         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);           \
297              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
298              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
299
300 #define for_each_online_wq_cpu(cpu)                                     \
301         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);             \
302              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
303              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
304
305 #define for_each_pwq_cpu(cpu, wq)                                       \
306         for ((cpu) = __next_pwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));       \
307              (cpu) < WORK_CPU_END;                                      \
308              (cpu) = __next_pwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
309
310 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
311
312 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
313
314 static void *work_debug_hint(void *addr)
315 {
316         return ((struct work_struct *) addr)->func;
317 }
318
319 /*
320  * fixup_init is called when:
321  * - an active object is initialized
322  */
323 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
324 {
325         struct work_struct *work = addr;
326
327         switch (state) {
328         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
329                 cancel_work_sync(work);
330                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
331                 return 1;
332         default:
333                 return 0;
334         }
335 }
336
337 /*
338  * fixup_activate is called when:
339  * - an active object is activated
340  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
341  */
342 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
343 {
344         struct work_struct *work = addr;
345
346         switch (state) {
347
348         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
349                 /*
350                  * This is not really a fixup. The work struct was
351                  * statically initialized. We just make sure that it
352                  * is tracked in the object tracker.
353                  */
354                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
355                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
356                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
357                         return 0;
358                 }
359                 WARN_ON_ONCE(1);
360                 return 0;
361
362         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
363                 WARN_ON(1);
364
365         default:
366                 return 0;
367         }
368 }
369
370 /*
371  * fixup_free is called when:
372  * - an active object is freed
373  */
374 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
375 {
376         struct work_struct *work = addr;
377
378         switch (state) {
379         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
380                 cancel_work_sync(work);
381                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
382                 return 1;
383         default:
384                 return 0;
385         }
386 }
387
388 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
389         .name           = "work_struct",
390         .debug_hint     = work_debug_hint,
391         .fixup_init     = work_fixup_init,
392         .fixup_activate = work_fixup_activate,
393         .fixup_free     = work_fixup_free,
394 };
395
396 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
397 {
398         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
399 }
400
401 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
402 {
403         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
404 }
405
406 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
407 {
408         if (onstack)
409                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
410         else
411                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
414
415 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
416 {
417         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
418 }
419 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
420
421 #else
422 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
423 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
424 #endif
425
426 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
427 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
428 static LIST_HEAD(workqueues);
429 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
430
431 /*
432  * The CPU and unbound standard worker pools.  The unbound ones have
433  * POOL_DISASSOCIATED set, and their workers have WORKER_UNBOUND set.
434  */
435 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
436                                      cpu_std_worker_pools);
437 static struct worker_pool unbound_std_worker_pools[NR_STD_WORKER_POOLS];
438
439 /* idr of all pools */
440 static DEFINE_MUTEX(worker_pool_idr_mutex);
441 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);
442
443 static int worker_thread(void *__worker);
444
445 static struct worker_pool *std_worker_pools(int cpu)
446 {
447         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
448                 return per_cpu(cpu_std_worker_pools, cpu);
449         else
450                 return unbound_std_worker_pools;
451 }
452
453 static int std_worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
454 {
455         return pool - std_worker_pools(pool->cpu);
456 }
457
458 /* allocate ID and assign it to @pool */
459 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
460 {
461         int ret;
462
463         mutex_lock(&worker_pool_idr_mutex);
464         idr_pre_get(&worker_pool_idr, GFP_KERNEL);
465         ret = idr_get_new(&worker_pool_idr, pool, &pool->id);
466         mutex_unlock(&worker_pool_idr_mutex);
467
468         return ret;
469 }
470
471 /*
472  * Lookup worker_pool by id.  The idr currently is built during boot and
473  * never modified.  Don't worry about locking for now.
474  */
475 static struct worker_pool *worker_pool_by_id(int pool_id)
476 {
477         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
478 }
479
480 static struct worker_pool *get_std_worker_pool(int cpu, bool highpri)
481 {
482         struct worker_pool *pools = std_worker_pools(cpu);
483
484         return &pools[highpri];
485 }
486
487 static struct pool_workqueue *get_pwq(unsigned int cpu,
488                                       struct workqueue_struct *wq)
489 {
490         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
491                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
492                         return per_cpu_ptr(wq->pool_wq.pcpu, cpu);
493         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
494                 return wq->pool_wq.single;
495         return NULL;
496 }
497
498 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
499 {
500         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
501 }
502
503 static int get_work_color(struct work_struct *work)
504 {
505         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
506                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
507 }
508
509 static int work_next_color(int color)
510 {
511         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
512 }
513
514 /*
515  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
516  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
517  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
518  *
519  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
520  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
521  * work->data.  These functions should only be called while the work is
522  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
523  *
524  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
525  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
526  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
527  * available only while the work item is queued.
528  *
529  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
530  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
531  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
532  * try to steal the PENDING bit.
533  */
534 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
535                                  unsigned long flags)
536 {
537         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
538         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
539 }
540
541 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
542                          unsigned long extra_flags)
543 {
544         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
545                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
546 }
547
548 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
549                                            int pool_id)
550 {
551         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
552                       WORK_STRUCT_PENDING);
553 }
554
555 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
556                                             int pool_id)
557 {
558         /*
559          * The following wmb is paired with the implied mb in
560          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
561          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
562          * owner.
563          */
564         smp_wmb();
565         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
566 }
567
568 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
569 {
570         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
571         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
572 }
573
574 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
575 {
576         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
577
578         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
579                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
580         else
581                 return NULL;
582 }
583
584 /**
585  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
586  * @work: the work item of interest
587  *
588  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
589  */
590 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
591 {
592         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
593         struct worker_pool *pool;
594         int pool_id;
595
596         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
597                 return ((struct pool_workqueue *)
598                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
599
600         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
601         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
602                 return NULL;
603
604         pool = worker_pool_by_id(pool_id);
605         WARN_ON_ONCE(!pool);
606         return pool;
607 }
608
609 /**
610  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
611  * @work: the work item of interest
612  *
613  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
614  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
615  */
616 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
617 {
618         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
619
620         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
621                 return ((struct pool_workqueue *)
622                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
623
624         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
625 }
626
627 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
628 {
629         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
630
631         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
632         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
633 }
634
635 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
636 {
637         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
638
639         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
640 }
641
642 /*
643  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
644  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
645  * they're being called with pool->lock held.
646  */
647
648 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
649 {
650         return !atomic_read(&pool->nr_running);
651 }
652
653 /*
654  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
655  * running workers.
656  *
657  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
658  * function will always return %true for unbound pools as long as the
659  * worklist isn't empty.
660  */
661 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
662 {
663         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
664 }
665
666 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
667 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
668 {
669         return pool->nr_idle;
670 }
671
672 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
673 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
674 {
675         return !list_empty(&pool->worklist) &&
676                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
677 }
678
679 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
680 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
681 {
682         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
683 }
684
685 /* Do I need to be the manager? */
686 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
687 {
688         return need_to_create_worker(pool) ||
689                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
690 }
691
692 /* Do we have too many workers and should some go away? */
693 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
694 {
695         bool managing = pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS;
696         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
697         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
698
699         /*
700          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
701          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
702          */
703         if (list_empty(&pool->idle_list))
704                 return false;
705
706         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
707 }
708
709 /*
710  * Wake up functions.
711  */
712
713 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
714 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
715 {
716         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
717                 return NULL;
718
719         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
720 }
721
722 /**
723  * wake_up_worker - wake up an idle worker
724  * @pool: worker pool to wake worker from
725  *
726  * Wake up the first idle worker of @pool.
727  *
728  * CONTEXT:
729  * spin_lock_irq(pool->lock).
730  */
731 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
732 {
733         struct worker *worker = first_worker(pool);
734
735         if (likely(worker))
736                 wake_up_process(worker->task);
737 }
738
739 /**
740  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
741  * @task: task waking up
742  * @cpu: CPU @task is waking up to
743  *
744  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
745  * being awoken.
746  *
747  * CONTEXT:
748  * spin_lock_irq(rq->lock)
749  */
750 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
751 {
752         struct worker *worker = kthread_data(task);
753
754         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
755                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
756                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
757         }
758 }
759
760 /**
761  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
762  * @task: task going to sleep
763  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
764  *
765  * This function is called during schedule() when a busy worker is
766  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
767  * returning pointer to its task.
768  *
769  * CONTEXT:
770  * spin_lock_irq(rq->lock)
771  *
772  * RETURNS:
773  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
774  */
775 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
776                                        unsigned int cpu)
777 {
778         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
779         struct worker_pool *pool;
780
781         /*
782          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
783          * workers, also reach here, let's not access anything before
784          * checking NOT_RUNNING.
785          */
786         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
787                 return NULL;
788
789         pool = worker->pool;
790
791         /* this can only happen on the local cpu */
792         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
793                 return NULL;
794
795         /*
796          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
797          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
798          * Please read comment there.
799          *
800          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
801          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
802          * disabled, which in turn means that none else could be
803          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
804          * lock is safe.
805          */
806         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
807             !list_empty(&pool->worklist))
808                 to_wakeup = first_worker(pool);
809         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
810 }
811
812 /**
813  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
814  * @worker: self
815  * @flags: flags to set
816  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
817  *
818  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
819  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
820  * woken up.
821  *
822  * CONTEXT:
823  * spin_lock_irq(pool->lock)
824  */
825 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
826                                     bool wakeup)
827 {
828         struct worker_pool *pool = worker->pool;
829
830         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
831
832         /*
833          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
834          * wake up an idle worker as necessary if requested by
835          * @wakeup.
836          */
837         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
838             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
839                 if (wakeup) {
840                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
841                             !list_empty(&pool->worklist))
842                                 wake_up_worker(pool);
843                 } else
844                         atomic_dec(&pool->nr_running);
845         }
846
847         worker->flags |= flags;
848 }
849
850 /**
851  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
852  * @worker: self
853  * @flags: flags to clear
854  *
855  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
856  *
857  * CONTEXT:
858  * spin_lock_irq(pool->lock)
859  */
860 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
861 {
862         struct worker_pool *pool = worker->pool;
863         unsigned int oflags = worker->flags;
864
865         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
866
867         worker->flags &= ~flags;
868
869         /*
870          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
871          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
872          * of multiple flags, not a single flag.
873          */
874         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
875                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
876                         atomic_inc(&pool->nr_running);
877 }
878
879 /**
880  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
881  * @pool: pool of interest
882  * @work: work to find worker for
883  *
884  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
885  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
886  * to match, its current execution should match the address of @work and
887  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
888  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
889  * being executed.
890  *
891  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
892  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
893  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
894  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
895  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
896  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
897  *
898  * This function checks the work item address, work function and workqueue
899  * to avoid false positives.  Note that this isn't complete as one may
900  * construct a work function which can introduce dependency onto itself
901  * through a recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself
902  * in the foot that badly, there's only so much we can do, and if such
903  * deadlock actually occurs, it should be easy to locate the culprit work
904  * function.
905  *
906  * CONTEXT:
907  * spin_lock_irq(pool->lock).
908  *
909  * RETURNS:
910  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
911  * otherwise.
912  */
913 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
914                                                  struct work_struct *work)
915 {
916         struct worker *worker;
917
918         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
919                                (unsigned long)work)
920                 if (worker->current_work == work &&
921                     worker->current_func == work->func)
922                         return worker;
923
924         return NULL;
925 }
926
927 /**
928  * move_linked_works - move linked works to a list
929  * @work: start of series of works to be scheduled
930  * @head: target list to append @work to
931  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
932  *
933  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
934  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
935  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
936  *
937  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
938  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
939  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
940  *
941  * CONTEXT:
942  * spin_lock_irq(pool->lock).
943  */
944 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
945                               struct work_struct **nextp)
946 {
947         struct work_struct *n;
948
949         /*
950          * Linked worklist will always end before the end of the list,
951          * use NULL for list head.
952          */
953         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
954                 list_move_tail(&work->entry, head);
955                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
956                         break;
957         }
958
959         /*
960          * If we're already inside safe list traversal and have moved
961          * multiple works to the scheduled queue, the next position
962          * needs to be updated.
963          */
964         if (nextp)
965                 *nextp = n;
966 }
967
968 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
969 {
970         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
971
972         trace_workqueue_activate_work(work);
973         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
974         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
975         pwq->nr_active++;
976 }
977
978 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
979 {
980         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
981                                                     struct work_struct, entry);
982
983         pwq_activate_delayed_work(work);
984 }
985
986 /**
987  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
988  * @pwq: pwq of interest
989  * @color: color of work which left the queue
990  *
991  * A work either has completed or is removed from pending queue,
992  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
993  *
994  * CONTEXT:
995  * spin_lock_irq(pool->lock).
996  */
997 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
998 {
999         /* ignore uncolored works */
1000         if (color == WORK_NO_COLOR)
1001                 return;
1002
1003         pwq->nr_in_flight[color]--;
1004
1005         pwq->nr_active--;
1006         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1007                 /* one down, submit a delayed one */
1008                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1009                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1010         }
1011
1012         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1013         if (likely(pwq->flush_color != color))
1014                 return;
1015
1016         /* are there still in-flight works? */
1017         if (pwq->nr_in_flight[color])
1018                 return;
1019
1020         /* this pwq is done, clear flush_color */
1021         pwq->flush_color = -1;
1022
1023         /*
1024          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1025          * will handle the rest.
1026          */
1027         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1028                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1029 }
1030
1031 /**
1032  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1033  * @work: work item to steal
1034  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1035  * @flags: place to store irq state
1036  *
1037  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1038  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1039  *
1040  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1041  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1042  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1043  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1044  *              for arbitrarily long
1045  *
1046  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1047  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1048  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1049  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1050  *
1051  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1052  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1053  *
1054  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1055  */
1056 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1057                                unsigned long *flags)
1058 {
1059         struct worker_pool *pool;
1060         struct pool_workqueue *pwq;
1061
1062         local_irq_save(*flags);
1063
1064         /* try to steal the timer if it exists */
1065         if (is_dwork) {
1066                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1067
1068                 /*
1069                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1070                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1071                  * running on the local CPU.
1072                  */
1073                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1074                         return 1;
1075         }
1076
1077         /* try to claim PENDING the normal way */
1078         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1079                 return 0;
1080
1081         /*
1082          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1083          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1084          */
1085         pool = get_work_pool(work);
1086         if (!pool)
1087                 goto fail;
1088
1089         spin_lock(&pool->lock);
1090         /*
1091          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1092          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1093          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1094          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1095          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1096          * item is currently queued on that pool.
1097          */
1098         pwq = get_work_pwq(work);
1099         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1100                 debug_work_deactivate(work);
1101
1102                 /*
1103                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1104                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1105                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1106                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1107                  * item is activated before grabbing.
1108                  */
1109                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1110                         pwq_activate_delayed_work(work);
1111
1112                 list_del_init(&work->entry);
1113                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1114
1115                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1116                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1117
1118                 spin_unlock(&pool->lock);
1119                 return 1;
1120         }
1121         spin_unlock(&pool->lock);
1122 fail:
1123         local_irq_restore(*flags);
1124         if (work_is_canceling(work))
1125                 return -ENOENT;
1126         cpu_relax();
1127         return -EAGAIN;
1128 }
1129
1130 /**
1131  * insert_work - insert a work into a pool
1132  * @pwq: pwq @work belongs to
1133  * @work: work to insert
1134  * @head: insertion point
1135  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1136  *
1137  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1138  * work_struct flags.
1139  *
1140  * CONTEXT:
1141  * spin_lock_irq(pool->lock).
1142  */
1143 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1144                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1145 {
1146         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1147
1148         /* we own @work, set data and link */
1149         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1150         list_add_tail(&work->entry, head);
1151
1152         /*
1153          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
1154          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
1155          * lying around lazily while there are works to be processed.
1156          */
1157         smp_mb();
1158
1159         if (__need_more_worker(pool))
1160                 wake_up_worker(pool);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1165  * same workqueue.
1166  */
1167 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1168 {
1169         struct worker *worker;
1170
1171         worker = current_wq_worker();
1172         /*
1173          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1174          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1175          */
1176         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1177 }
1178
1179 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1180                          struct work_struct *work)
1181 {
1182         struct pool_workqueue *pwq;
1183         struct list_head *worklist;
1184         unsigned int work_flags;
1185         unsigned int req_cpu = cpu;
1186
1187         /*
1188          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1189          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1190          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1191          * happen with IRQ disabled.
1192          */
1193         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1194
1195         debug_work_activate(work);
1196
1197         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1198         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
1199             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1200                 return;
1201
1202         /* determine the pwq to use */
1203         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1204                 struct worker_pool *last_pool;
1205
1206                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1207                         cpu = raw_smp_processor_id();
1208
1209                 /*
1210                  * It's multi cpu.  If @work was previously on a different
1211                  * cpu, it might still be running there, in which case the
1212                  * work needs to be queued on that cpu to guarantee
1213                  * non-reentrancy.
1214                  */
1215                 pwq = get_pwq(cpu, wq);
1216                 last_pool = get_work_pool(work);
1217
1218                 if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1219                         struct worker *worker;
1220
1221                         spin_lock(&last_pool->lock);
1222
1223                         worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1224
1225                         if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1226                                 pwq = get_pwq(last_pool->cpu, wq);
1227                         } else {
1228                                 /* meh... not running there, queue here */
1229                                 spin_unlock(&last_pool->lock);
1230                                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1231                         }
1232                 } else {
1233                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1234                 }
1235         } else {
1236                 pwq = get_pwq(WORK_CPU_UNBOUND, wq);
1237                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1238         }
1239
1240         /* pwq determined, queue */
1241         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1242
1243         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1244                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1245                 return;
1246         }
1247
1248         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1249         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1250
1251         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1252                 trace_workqueue_activate_work(work);
1253                 pwq->nr_active++;
1254                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1255         } else {
1256                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1257                 worklist = &pwq->delayed_works;
1258         }
1259
1260         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1261
1262         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1263 }
1264
1265 /**
1266  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1267  * @cpu: CPU number to execute work on
1268  * @wq: workqueue to use
1269  * @work: work to queue
1270  *
1271  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1272  *
1273  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1274  * can't go away.
1275  */
1276 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1277                    struct work_struct *work)
1278 {
1279         bool ret = false;
1280         unsigned long flags;
1281
1282         local_irq_save(flags);
1283
1284         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1285                 __queue_work(cpu, wq, work);
1286                 ret = true;
1287         }
1288
1289         local_irq_restore(flags);
1290         return ret;
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1293
1294 /**
1295  * queue_work - queue work on a workqueue
1296  * @wq: workqueue to use
1297  * @work: work to queue
1298  *
1299  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1300  *
1301  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1302  * it can be processed by another CPU.
1303  */
1304 bool queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1305 {
1306         return queue_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, work);
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1309
1310 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1311 {
1312         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1313
1314         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1315         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1316 }
1317 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1318
1319 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1320                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1321 {
1322         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1323         struct work_struct *work = &dwork->work;
1324
1325         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1326                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1327         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1328         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1329
1330         /*
1331          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1332          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1333          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1334          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1335          */
1336         if (!delay) {
1337                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1338                 return;
1339         }
1340
1341         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1342
1343         dwork->wq = wq;
1344         dwork->cpu = cpu;
1345         timer->expires = jiffies + delay;
1346
1347         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1348                 add_timer_on(timer, cpu);
1349         else
1350                 add_timer(timer);
1351 }
1352
1353 /**
1354  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1355  * @cpu: CPU number to execute work on
1356  * @wq: workqueue to use
1357  * @dwork: work to queue
1358  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1359  *
1360  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1361  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1362  * execution.
1363  */
1364 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1365                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1366 {
1367         struct work_struct *work = &dwork->work;
1368         bool ret = false;
1369         unsigned long flags;
1370
1371         /* read the comment in __queue_work() */
1372         local_irq_save(flags);
1373
1374         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1375                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1376                 ret = true;
1377         }
1378
1379         local_irq_restore(flags);
1380         return ret;
1381 }
1382 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1383
1384 /**
1385  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1386  * @wq: workqueue to use
1387  * @dwork: delayable work to queue
1388  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1389  *
1390  * Equivalent to queue_delayed_work_on() but tries to use the local CPU.
1391  */
1392 bool queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1393                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1394 {
1395         return queue_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1396 }
1397 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1398
1399 /**
1400  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1401  * @cpu: CPU number to execute work on
1402  * @wq: workqueue to use
1403  * @dwork: work to queue
1404  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1405  *
1406  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1407  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1408  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1409  * current state.
1410  *
1411  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1412  * pending and its timer was modified.
1413  *
1414  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1415  * See try_to_grab_pending() for details.
1416  */
1417 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1418                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1419 {
1420         unsigned long flags;
1421         int ret;
1422
1423         do {
1424                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1425         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1426
1427         if (likely(ret >= 0)) {
1428                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1429                 local_irq_restore(flags);
1430         }
1431
1432         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1433         return ret;
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1436
1437 /**
1438  * mod_delayed_work - modify delay of or queue a delayed work
1439  * @wq: workqueue to use
1440  * @dwork: work to queue
1441  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1442  *
1443  * mod_delayed_work_on() on local CPU.
1444  */
1445 bool mod_delayed_work(struct workqueue_struct *wq, struct delayed_work *dwork,
1446                       unsigned long delay)
1447 {
1448         return mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, wq, dwork, delay);
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work);
1451
1452 /**
1453  * worker_enter_idle - enter idle state
1454  * @worker: worker which is entering idle state
1455  *
1456  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1457  * necessary.
1458  *
1459  * LOCKING:
1460  * spin_lock_irq(pool->lock).
1461  */
1462 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1463 {
1464         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1465
1466         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1467             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1468                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1469                 return;
1470
1471         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1472         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1473         pool->nr_idle++;
1474         worker->last_active = jiffies;
1475
1476         /* idle_list is LIFO */
1477         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1478
1479         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1480                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1481
1482         /*
1483          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1484          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1485          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1486          * unbind is not in progress.
1487          */
1488         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1489                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1490                      atomic_read(&pool->nr_running));
1491 }
1492
1493 /**
1494  * worker_leave_idle - leave idle state
1495  * @worker: worker which is leaving idle state
1496  *
1497  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1498  *
1499  * LOCKING:
1500  * spin_lock_irq(pool->lock).
1501  */
1502 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1503 {
1504         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1505
1506         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1507                 return;
1508         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1509         pool->nr_idle--;
1510         list_del_init(&worker->entry);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1515  * @pool: target worker_pool
1516  *
1517  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1518  *
1519  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1520  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1521  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1522  * guaranteed to execute on the cpu.
1523  *
1524  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1525  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1526  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1527  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1528  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1529  * [dis]associated in the meantime.
1530  *
1531  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1532  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1533  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1534  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1535  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1536  *
1537  * CONTEXT:
1538  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1539  * held.
1540  *
1541  * RETURNS:
1542  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1543  * bound), %false if offline.
1544  */
1545 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1546 __acquires(&pool->lock)
1547 {
1548         while (true) {
1549                 /*
1550                  * The following call may fail, succeed or succeed
1551                  * without actually migrating the task to the cpu if
1552                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1553                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1554                  */
1555                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1556                         set_cpus_allowed_ptr(current, get_cpu_mask(pool->cpu));
1557
1558                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1559                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1560                         return false;
1561                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1562                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1563                                   get_cpu_mask(pool->cpu)))
1564                         return true;
1565                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1566
1567                 /*
1568                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1569                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1570                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1571                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1572                  */
1573                 cpu_relax();
1574                 cond_resched();
1575         }
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Rebind an idle @worker to its CPU.  worker_thread() will test
1580  * list_empty(@worker->entry) before leaving idle and call this function.
1581  */
1582 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1583 {
1584         /* CPU may go down again inbetween, clear UNBOUND only on success */
1585         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker->pool))
1586                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1587
1588         /* rebind complete, become available again */
1589         list_add(&worker->entry, &worker->pool->idle_list);
1590         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1595  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1596  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1597  * executed twice without intervening cpu down.
1598  */
1599 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1600 {
1601         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1602
1603         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker->pool))
1604                 worker_clr_flags(worker, WORKER_UNBOUND);
1605
1606         spin_unlock_irq(&worker->pool->lock);
1607 }
1608
1609 /**
1610  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
1611  * @pool: pool of interest
1612  *
1613  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1614  * is different for idle and busy ones.
1615  *
1616  * Idle ones will be removed from the idle_list and woken up.  They will
1617  * add themselves back after completing rebind.  This ensures that the
1618  * idle_list doesn't contain any unbound workers when re-bound busy workers
1619  * try to perform local wake-ups for concurrency management.
1620  *
1621  * Busy workers can rebind after they finish their current work items.
1622  * Queueing the rebind work item at the head of the scheduled list is
1623  * enough.  Note that nr_running will be properly bumped as busy workers
1624  * rebind.
1625  *
1626  * On return, all non-manager workers are scheduled for rebind - see
1627  * manage_workers() for the manager special case.  Any idle worker
1628  * including the manager will not appear on @idle_list until rebind is
1629  * complete, making local wake-ups safe.
1630  */
1631 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
1632 {
1633         struct worker *worker, *n;
1634         int i;
1635
1636         lockdep_assert_held(&pool->assoc_mutex);
1637         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1638
1639         /* dequeue and kick idle ones */
1640         list_for_each_entry_safe(worker, n, &pool->idle_list, entry) {
1641                 /*
1642                  * idle workers should be off @pool->idle_list until rebind
1643                  * is complete to avoid receiving premature local wake-ups.
1644                  */
1645                 list_del_init(&worker->entry);
1646
1647                 /*
1648                  * worker_thread() will see the above dequeuing and call
1649                  * idle_worker_rebind().
1650                  */
1651                 wake_up_process(worker->task);
1652         }
1653
1654         /* rebind busy workers */
1655         for_each_busy_worker(worker, i, pool) {
1656                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1657                 struct workqueue_struct *wq;
1658
1659                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1660                                      work_data_bits(rebind_work)))
1661                         continue;
1662
1663                 debug_work_activate(rebind_work);
1664
1665                 /*
1666                  * wq doesn't really matter but let's keep @worker->pool
1667                  * and @pwq->pool consistent for sanity.
1668                  */
1669                 if (std_worker_pool_pri(worker->pool))
1670                         wq = system_highpri_wq;
1671                 else
1672                         wq = system_wq;
1673
1674                 insert_work(get_pwq(pool->cpu, wq), rebind_work,
1675                             worker->scheduled.next,
1676                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1677         }
1678 }
1679
1680 static struct worker *alloc_worker(void)
1681 {
1682         struct worker *worker;
1683
1684         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1685         if (worker) {
1686                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1687                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1688                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1689                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1690                 worker->flags = WORKER_PREP;
1691         }
1692         return worker;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * create_worker - create a new workqueue worker
1697  * @pool: pool the new worker will belong to
1698  *
1699  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1700  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1701  * destroy_worker().
1702  *
1703  * CONTEXT:
1704  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1705  *
1706  * RETURNS:
1707  * Pointer to the newly created worker.
1708  */
1709 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1710 {
1711         const char *pri = std_worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1712         struct worker *worker = NULL;
1713         int id = -1;
1714
1715         spin_lock_irq(&pool->lock);
1716         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1717                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1718                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1719                         goto fail;
1720                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1721         }
1722         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1723
1724         worker = alloc_worker();
1725         if (!worker)
1726                 goto fail;
1727
1728         worker->pool = pool;
1729         worker->id = id;
1730
1731         if (pool->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1732                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1733                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1734                                         "kworker/%u:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1735         else
1736                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1737                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1738         if (IS_ERR(worker->task))
1739                 goto fail;
1740
1741         if (std_worker_pool_pri(pool))
1742                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1743
1744         /*
1745          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1746          * %POOL_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1747          * flag remains stable across this function.  See the comments
1748          * above the flag definition for details.
1749          *
1750          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1751          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1752          */
1753         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
1754                 kthread_bind(worker->task, pool->cpu);
1755         } else {
1756                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1757                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1758         }
1759
1760         return worker;
1761 fail:
1762         if (id >= 0) {
1763                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1764                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1765                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1766         }
1767         kfree(worker);
1768         return NULL;
1769 }
1770
1771 /**
1772  * start_worker - start a newly created worker
1773  * @worker: worker to start
1774  *
1775  * Make the pool aware of @worker and start it.
1776  *
1777  * CONTEXT:
1778  * spin_lock_irq(pool->lock).
1779  */
1780 static void start_worker(struct worker *worker)
1781 {
1782         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1783         worker->pool->nr_workers++;
1784         worker_enter_idle(worker);
1785         wake_up_process(worker->task);
1786 }
1787
1788 /**
1789  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1790  * @worker: worker to be destroyed
1791  *
1792  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1793  *
1794  * CONTEXT:
1795  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1796  */
1797 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1798 {
1799         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1800         int id = worker->id;
1801
1802         /* sanity check frenzy */
1803         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1804             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1805                 return;
1806
1807         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1808                 pool->nr_workers--;
1809         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1810                 pool->nr_idle--;
1811
1812         list_del_init(&worker->entry);
1813         worker->flags |= WORKER_DIE;
1814
1815         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1816
1817         kthread_stop(worker->task);
1818         kfree(worker);
1819
1820         spin_lock_irq(&pool->lock);
1821         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1822 }
1823
1824 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1825 {
1826         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1827
1828         spin_lock_irq(&pool->lock);
1829
1830         if (too_many_workers(pool)) {
1831                 struct worker *worker;
1832                 unsigned long expires;
1833
1834                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1835                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1836                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1837
1838                 if (time_before(jiffies, expires))
1839                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1840                 else {
1841                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1842                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1843                         wake_up_worker(pool);
1844                 }
1845         }
1846
1847         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1848 }
1849
1850 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1851 {
1852         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1853         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1854         unsigned int cpu;
1855
1856         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1857                 return false;
1858
1859         /* mayday mayday mayday */
1860         cpu = pwq->pool->cpu;
1861         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1862         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1863                 cpu = 0;
1864         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1865                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1866         return true;
1867 }
1868
1869 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1870 {
1871         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1872         struct work_struct *work;
1873
1874         spin_lock_irq(&pool->lock);
1875
1876         if (need_to_create_worker(pool)) {
1877                 /*
1878                  * We've been trying to create a new worker but
1879                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1880                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1881                  * rescuers.
1882                  */
1883                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1884                         send_mayday(work);
1885         }
1886
1887         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1888
1889         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1890 }
1891
1892 /**
1893  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1894  * @pool: pool to create a new worker for
1895  *
1896  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1897  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1898  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1899  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1900  * possible allocation deadlock.
1901  *
1902  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1903  * may_start_working() true.
1904  *
1905  * LOCKING:
1906  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1907  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1908  * manager.
1909  *
1910  * RETURNS:
1911  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1912  * otherwise.
1913  */
1914 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1915 __releases(&pool->lock)
1916 __acquires(&pool->lock)
1917 {
1918         if (!need_to_create_worker(pool))
1919                 return false;
1920 restart:
1921         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1922
1923         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1924         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1925
1926         while (true) {
1927                 struct worker *worker;
1928
1929                 worker = create_worker(pool);
1930                 if (worker) {
1931                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1932                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1933                         start_worker(worker);
1934                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1935                                 goto restart;
1936                         return true;
1937                 }
1938
1939                 if (!need_to_create_worker(pool))
1940                         break;
1941
1942                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1943                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1944
1945                 if (!need_to_create_worker(pool))
1946                         break;
1947         }
1948
1949         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1950         spin_lock_irq(&pool->lock);
1951         if (need_to_create_worker(pool))
1952                 goto restart;
1953         return true;
1954 }
1955
1956 /**
1957  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1958  * @pool: pool to destroy workers for
1959  *
1960  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1961  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1962  *
1963  * LOCKING:
1964  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1965  * multiple times.  Called only from manager.
1966  *
1967  * RETURNS:
1968  * false if no action was taken and pool->lock stayed locked, true
1969  * otherwise.
1970  */
1971 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1972 {
1973         bool ret = false;
1974
1975         while (too_many_workers(pool)) {
1976                 struct worker *worker;
1977                 unsigned long expires;
1978
1979                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1980                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1981
1982                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1983                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1984                         break;
1985                 }
1986
1987                 destroy_worker(worker);
1988                 ret = true;
1989         }
1990
1991         return ret;
1992 }
1993
1994 /**
1995  * manage_workers - manage worker pool
1996  * @worker: self
1997  *
1998  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1999  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
2000  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
2001  *
2002  * The caller can safely start processing works on false return.  On
2003  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
2004  * and may_start_working() is true.
2005  *
2006  * CONTEXT:
2007  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2008  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2009  *
2010  * RETURNS:
2011  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2012  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
2013  */
2014 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2015 {
2016         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2017         bool ret = false;
2018
2019         if (pool->flags & POOL_MANAGING_WORKERS)
2020                 return ret;
2021
2022         pool->flags |= POOL_MANAGING_WORKERS;
2023
2024         /*
2025          * To simplify both worker management and CPU hotplug, hold off
2026          * management while hotplug is in progress.  CPU hotplug path can't
2027          * grab %POOL_MANAGING_WORKERS to achieve this because that can
2028          * lead to idle worker depletion (all become busy thinking someone
2029          * else is managing) which in turn can result in deadlock under
2030          * extreme circumstances.  Use @pool->assoc_mutex to synchronize
2031          * manager against CPU hotplug.
2032          *
2033          * assoc_mutex would always be free unless CPU hotplug is in
2034          * progress.  trylock first without dropping @pool->lock.
2035          */
2036         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->assoc_mutex))) {
2037                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2038                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
2039                 /*
2040                  * CPU hotplug could have happened while we were waiting
2041                  * for assoc_mutex.  Hotplug itself can't handle us
2042                  * because manager isn't either on idle or busy list, and
2043                  * @pool's state and ours could have deviated.
2044                  *
2045                  * As hotplug is now excluded via assoc_mutex, we can
2046                  * simply try to bind.  It will succeed or fail depending
2047                  * on @pool's current state.  Try it and adjust
2048                  * %WORKER_UNBOUND accordingly.
2049                  */
2050                 if (worker_maybe_bind_and_lock(pool))
2051                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
2052                 else
2053                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
2054
2055                 ret = true;
2056         }
2057
2058         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2059
2060         /*
2061          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2062          * on return.
2063          */
2064         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2065         ret |= maybe_create_worker(pool);
2066
2067         pool->flags &= ~POOL_MANAGING_WORKERS;
2068         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
2069         return ret;
2070 }
2071
2072 /**
2073  * process_one_work - process single work
2074  * @worker: self
2075  * @work: work to process
2076  *
2077  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2078  * process a single work including synchronization against and
2079  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2080  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2081  * call this function to process a work.
2082  *
2083  * CONTEXT:
2084  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2085  */
2086 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2087 __releases(&pool->lock)
2088 __acquires(&pool->lock)
2089 {
2090         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2091         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2092         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2093         int work_color;
2094         struct worker *collision;
2095 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2096         /*
2097          * It is permissible to free the struct work_struct from
2098          * inside the function that is called from it, this we need to
2099          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2100          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2101          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2102          */
2103         struct lockdep_map lockdep_map;
2104
2105         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2106 #endif
2107         /*
2108          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2109          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2110          * unbound or a disassociated pool.
2111          */
2112         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2113                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2114                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2115
2116         /*
2117          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2118          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2119          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2120          * currently executing one.
2121          */
2122         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2123         if (unlikely(collision)) {
2124                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2125                 return;
2126         }
2127
2128         /* claim and dequeue */
2129         debug_work_deactivate(work);
2130         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2131         worker->current_work = work;
2132         worker->current_func = work->func;
2133         worker->current_pwq = pwq;
2134         work_color = get_work_color(work);
2135
2136         list_del_init(&work->entry);
2137
2138         /*
2139          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2140          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2141          */
2142         if (unlikely(cpu_intensive))
2143                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2144
2145         /*
2146          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2147          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2148          */
2149         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2150                 wake_up_worker(pool);
2151
2152         /*
2153          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2154          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2155          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2156          * disabled.
2157          */
2158         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2159
2160         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2161
2162         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2163         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2164         trace_workqueue_execute_start(work);
2165         worker->current_func(work);
2166         /*
2167          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2168          * point will only record its address.
2169          */
2170         trace_workqueue_execute_end(work);
2171         lock_map_release(&lockdep_map);
2172         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2173
2174         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2175                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2176                        "     last function: %pf\n",
2177                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2178                        worker->current_func);
2179                 debug_show_held_locks(current);
2180                 dump_stack();
2181         }
2182
2183         spin_lock_irq(&pool->lock);
2184
2185         /* clear cpu intensive status */
2186         if (unlikely(cpu_intensive))
2187                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2188
2189         /* we're done with it, release */
2190         hash_del(&worker->hentry);
2191         worker->current_work = NULL;
2192         worker->current_func = NULL;
2193         worker->current_pwq = NULL;
2194         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2195 }
2196
2197 /**
2198  * process_scheduled_works - process scheduled works
2199  * @worker: self
2200  *
2201  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2202  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2203  * fetches a work from the top and executes it.
2204  *
2205  * CONTEXT:
2206  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2207  * multiple times.
2208  */
2209 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2210 {
2211         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2212                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2213                                                 struct work_struct, entry);
2214                 process_one_work(worker, work);
2215         }
2216 }
2217
2218 /**
2219  * worker_thread - the worker thread function
2220  * @__worker: self
2221  *
2222  * The worker thread function.  There are NR_CPU_WORKER_POOLS dynamic pools
2223  * of these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2224  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2225  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2226  * rescuer_thread().
2227  */
2228 static int worker_thread(void *__worker)
2229 {
2230         struct worker *worker = __worker;
2231         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2232
2233         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2234         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2235 woke_up:
2236         spin_lock_irq(&pool->lock);
2237
2238         /* we are off idle list if destruction or rebind is requested */
2239         if (unlikely(list_empty(&worker->entry))) {
2240                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2241
2242                 /* if DIE is set, destruction is requested */
2243                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2244                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2245                         return 0;
2246                 }
2247
2248                 /* otherwise, rebind */
2249                 idle_worker_rebind(worker);
2250                 goto woke_up;
2251         }
2252
2253         worker_leave_idle(worker);
2254 recheck:
2255         /* no more worker necessary? */
2256         if (!need_more_worker(pool))
2257                 goto sleep;
2258
2259         /* do we need to manage? */
2260         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2261                 goto recheck;
2262
2263         /*
2264          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2265          * preparing to process a work or actually processing it.
2266          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2267          */
2268         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2269
2270         /*
2271          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2272          * at least one idle worker or that someone else has already
2273          * assumed the manager role.
2274          */
2275         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2276
2277         do {
2278                 struct work_struct *work =
2279                         list_first_entry(&pool->worklist,
2280                                          struct work_struct, entry);
2281
2282                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2283                         /* optimization path, not strictly necessary */
2284                         process_one_work(worker, work);
2285                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2286                                 process_scheduled_works(worker);
2287                 } else {
2288                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2289                         process_scheduled_works(worker);
2290                 }
2291         } while (keep_working(pool));
2292
2293         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2294 sleep:
2295         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2296                 goto recheck;
2297
2298         /*
2299          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2300          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2301          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2302          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2303          * event.
2304          */
2305         worker_enter_idle(worker);
2306         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2307         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2308         schedule();
2309         goto woke_up;
2310 }
2311
2312 /**
2313  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2314  * @__rescuer: self
2315  *
2316  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2317  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2318  *
2319  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2320  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2321  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2322  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2323  * the problem rescuer solves.
2324  *
2325  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2326  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2327  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2328  *
2329  * This should happen rarely.
2330  */
2331 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2332 {
2333         struct worker *rescuer = __rescuer;
2334         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2335         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2336         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2337         unsigned int cpu;
2338
2339         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2340
2341         /*
2342          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2343          * doesn't participate in concurrency management.
2344          */
2345         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2346 repeat:
2347         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2348
2349         if (kthread_should_stop()) {
2350                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2351                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2352                 return 0;
2353         }
2354
2355         /*
2356          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2357          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2358          */
2359         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2360                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2361                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(tcpu, wq);
2362                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2363                 struct work_struct *work, *n;
2364
2365                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2366                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2367
2368                 /* migrate to the target cpu if possible */
2369                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2370                 rescuer->pool = pool;
2371
2372                 /*
2373                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2374                  * process'em.
2375                  */
2376                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2377                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2378                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2379                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2380
2381                 process_scheduled_works(rescuer);
2382
2383                 /*
2384                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2385                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2386                  * and stalling the execution.
2387                  */
2388                 if (keep_working(pool))
2389                         wake_up_worker(pool);
2390
2391                 rescuer->pool = NULL;
2392                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2393         }
2394
2395         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2396         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2397         schedule();
2398         goto repeat;
2399 }
2400
2401 struct wq_barrier {
2402         struct work_struct      work;
2403         struct completion       done;
2404 };
2405
2406 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2407 {
2408         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2409         complete(&barr->done);
2410 }
2411
2412 /**
2413  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2414  * @pwq: pwq to insert barrier into
2415  * @barr: wq_barrier to insert
2416  * @target: target work to attach @barr to
2417  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2418  *
2419  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2420  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2421  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2422  * cpu.
2423  *
2424  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2425  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2426  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2427  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2428  * after a work with LINKED flag set.
2429  *
2430  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2431  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2432  *
2433  * CONTEXT:
2434  * spin_lock_irq(pool->lock).
2435  */
2436 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2437                               struct wq_barrier *barr,
2438                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2439 {
2440         struct list_head *head;
2441         unsigned int linked = 0;
2442
2443         /*
2444          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2445          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2446          * checks and call back into the fixup functions where we
2447          * might deadlock.
2448          */
2449         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2450         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2451         init_completion(&barr->done);
2452
2453         /*
2454          * If @target is currently being executed, schedule the
2455          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2456          */
2457         if (worker)
2458                 head = worker->scheduled.next;
2459         else {
2460                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2461
2462                 head = target->entry.next;
2463                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2464                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2465                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2466         }
2467
2468         debug_work_activate(&barr->work);
2469         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2470                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2471 }
2472
2473 /**
2474  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2475  * @wq: workqueue being flushed
2476  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2477  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2478  *
2479  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2480  *
2481  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2482  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2483  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2484  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2485  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2486  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2487  *
2488  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2489  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2490  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2491  * is returned.
2492  *
2493  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2494  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2495  * advanced to @work_color.
2496  *
2497  * CONTEXT:
2498  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2499  *
2500  * RETURNS:
2501  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2502  * otherwise.
2503  */
2504 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2505                                       int flush_color, int work_color)
2506 {
2507         bool wait = false;
2508         unsigned int cpu;
2509
2510         if (flush_color >= 0) {
2511                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2512                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2513         }
2514
2515         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
2516                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
2517                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2518
2519                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2520
2521                 if (flush_color >= 0) {
2522                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2523
2524                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2525                                 pwq->flush_color = flush_color;
2526                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2527                                 wait = true;
2528                         }
2529                 }
2530
2531                 if (work_color >= 0) {
2532                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2533                         pwq->work_color = work_color;
2534                 }
2535
2536                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2537         }
2538
2539         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2540                 complete(&wq->first_flusher->done);
2541
2542         return wait;
2543 }
2544
2545 /**
2546  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2547  * @wq: workqueue to flush
2548  *
2549  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2550  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2551  *
2552  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2553  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2554  */
2555 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2556 {
2557         struct wq_flusher this_flusher = {
2558                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2559                 .flush_color = -1,
2560                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2561         };
2562         int next_color;
2563
2564         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2565         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2566
2567         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2568
2569         /*
2570          * Start-to-wait phase
2571          */
2572         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2573
2574         if (next_color != wq->flush_color) {
2575                 /*
2576                  * Color space is not full.  The current work_color
2577                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2578                  * by one.
2579                  */
2580                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2581                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2582                 wq->work_color = next_color;
2583
2584                 if (!wq->first_flusher) {
2585                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2586                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2587
2588                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2589
2590                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2591                                                        wq->work_color)) {
2592                                 /* nothing to flush, done */
2593                                 wq->flush_color = next_color;
2594                                 wq->first_flusher = NULL;
2595                                 goto out_unlock;
2596                         }
2597                 } else {
2598                         /* wait in queue */
2599                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2600                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2601                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2602                 }
2603         } else {
2604                 /*
2605                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2606                  * The next flush completion will assign us
2607                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2608                  */
2609                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2610         }
2611
2612         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2613
2614         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2615
2616         /*
2617          * Wake-up-and-cascade phase
2618          *
2619          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2620          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2621          */
2622         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2623                 return;
2624
2625         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2626
2627         /* we might have raced, check again with mutex held */
2628         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2629                 goto out_unlock;
2630
2631         wq->first_flusher = NULL;
2632
2633         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2634         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2635
2636         while (true) {
2637                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2638
2639                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2640                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2641                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2642                                 break;
2643                         list_del_init(&next->list);
2644                         complete(&next->done);
2645                 }
2646
2647                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2648                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2649
2650                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2651                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2652
2653                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2654                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2655                         /*
2656                          * Assign the same color to all overflowed
2657                          * flushers, advance work_color and append to
2658                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2659                          * phase for these overflowed flushers.
2660                          */
2661                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2662                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2663
2664                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2665
2666                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2667                                               &wq->flusher_queue);
2668                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2669                 }
2670
2671                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2672                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2673                         break;
2674                 }
2675
2676                 /*
2677                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2678                  * the new first flusher and arm pwqs.
2679                  */
2680                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2681                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2682
2683                 list_del_init(&next->list);
2684                 wq->first_flusher = next;
2685
2686                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2687                         break;
2688
2689                 /*
2690                  * Meh... this color is already done, clear first
2691                  * flusher and repeat cascading.
2692                  */
2693                 wq->first_flusher = NULL;
2694         }
2695
2696 out_unlock:
2697         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2700
2701 /**
2702  * drain_workqueue - drain a workqueue
2703  * @wq: workqueue to drain
2704  *
2705  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2706  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2707  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2708  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2709  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2710  * takes too long.
2711  */
2712 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2713 {
2714         unsigned int flush_cnt = 0;
2715         unsigned int cpu;
2716
2717         /*
2718          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2719          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2720          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2721          */
2722         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
2723         if (!wq->nr_drainers++)
2724                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2725         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
2726 reflush:
2727         flush_workqueue(wq);
2728
2729         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
2730                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
2731                 bool drained;
2732
2733                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2734                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2735                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2736
2737                 if (drained)
2738                         continue;
2739
2740                 if (++flush_cnt == 10 ||
2741                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2742                         pr_warn("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2743                                 wq->name, flush_cnt);
2744                 goto reflush;
2745         }
2746
2747         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
2748         if (!--wq->nr_drainers)
2749                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2750         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
2751 }
2752 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2753
2754 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2755 {
2756         struct worker *worker = NULL;
2757         struct worker_pool *pool;
2758         struct pool_workqueue *pwq;
2759
2760         might_sleep();
2761         pool = get_work_pool(work);
2762         if (!pool)
2763                 return false;
2764
2765         spin_lock_irq(&pool->lock);
2766         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2767         pwq = get_work_pwq(work);
2768         if (pwq) {
2769                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2770                         goto already_gone;
2771         } else {
2772                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2773                 if (!worker)
2774                         goto already_gone;
2775                 pwq = worker->current_pwq;
2776         }
2777
2778         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2779         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2780
2781         /*
2782          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2783          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2784          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2785          * access.
2786          */
2787         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2788                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2789         else
2790                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2791         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2792
2793         return true;
2794 already_gone:
2795         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2796         return false;
2797 }
2798
2799 /**
2800  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2801  * @work: the work to flush
2802  *
2803  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2804  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2805  *
2806  * RETURNS:
2807  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2808  * %false if it was already idle.
2809  */
2810 bool flush_work(struct work_struct *work)
2811 {
2812         struct wq_barrier barr;
2813
2814         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2815         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2816
2817         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2818                 wait_for_completion(&barr.done);
2819                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2820                 return true;
2821         } else {
2822                 return false;
2823         }
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2826
2827 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2828 {
2829         unsigned long flags;
2830         int ret;
2831
2832         do {
2833                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2834                 /*
2835                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2836                  * would be waiting for before retrying.
2837                  */
2838                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2839                         flush_work(work);
2840         } while (unlikely(ret < 0));
2841
2842         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2843         mark_work_canceling(work);
2844         local_irq_restore(flags);
2845
2846         flush_work(work);
2847         clear_work_data(work);
2848         return ret;
2849 }
2850
2851 /**
2852  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2853  * @work: the work to cancel
2854  *
2855  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2856  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2857  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2858  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2859  *
2860  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2861  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2862  *
2863  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2864  * queued can't be destroyed before this function returns.
2865  *
2866  * RETURNS:
2867  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2868  */
2869 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2870 {
2871         return __cancel_work_timer(work, false);
2872 }
2873 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2874
2875 /**
2876  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2877  * @dwork: the delayed work to flush
2878  *
2879  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2880  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2881  * considers the last queueing instance of @dwork.
2882  *
2883  * RETURNS:
2884  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2885  * %false if it was already idle.
2886  */
2887 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2888 {
2889         local_irq_disable();
2890         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2891                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2892         local_irq_enable();
2893         return flush_work(&dwork->work);
2894 }
2895 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2896
2897 /**
2898  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2899  * @dwork: delayed_work to cancel
2900  *
2901  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2902  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2903  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2904  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2905  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2906  *
2907  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2908  */
2909 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2910 {
2911         unsigned long flags;
2912         int ret;
2913
2914         do {
2915                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2916         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2917
2918         if (unlikely(ret < 0))
2919                 return false;
2920
2921         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2922                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2923         local_irq_restore(flags);
2924         return ret;
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2927
2928 /**
2929  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2930  * @dwork: the delayed work cancel
2931  *
2932  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2933  *
2934  * RETURNS:
2935  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2936  */
2937 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2938 {
2939         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2940 }
2941 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2942
2943 /**
2944  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2945  * @cpu: cpu to put the work task on
2946  * @work: job to be done
2947  *
2948  * This puts a job on a specific cpu
2949  */
2950 bool schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2951 {
2952         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2953 }
2954 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2955
2956 /**
2957  * schedule_work - put work task in global workqueue
2958  * @work: job to be done
2959  *
2960  * Returns %false if @work was already on the kernel-global workqueue and
2961  * %true otherwise.
2962  *
2963  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2964  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2965  * workqueue otherwise.
2966  */
2967 bool schedule_work(struct work_struct *work)
2968 {
2969         return queue_work(system_wq, work);
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2972
2973 /**
2974  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2975  * @cpu: cpu to use
2976  * @dwork: job to be done
2977  * @delay: number of jiffies to wait
2978  *
2979  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2980  * workqueue on the specified CPU.
2981  */
2982 bool schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
2983                               unsigned long delay)
2984 {
2985         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2988
2989 /**
2990  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2991  * @dwork: job to be done
2992  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2993  *
2994  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2995  * workqueue.
2996  */
2997 bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2998 {
2999         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
3002
3003 /**
3004  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3005  * @func: the function to call
3006  *
3007  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3008  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3009  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3010  *
3011  * RETURNS:
3012  * 0 on success, -errno on failure.
3013  */
3014 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3015 {
3016         int cpu;
3017         struct work_struct __percpu *works;
3018
3019         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3020         if (!works)
3021                 return -ENOMEM;
3022
3023         get_online_cpus();
3024
3025         for_each_online_cpu(cpu) {
3026                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3027
3028                 INIT_WORK(work, func);
3029                 schedule_work_on(cpu, work);
3030         }
3031
3032         for_each_online_cpu(cpu)
3033                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3034
3035         put_online_cpus();
3036         free_percpu(works);
3037         return 0;
3038 }
3039
3040 /**
3041  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3042  *
3043  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3044  * completion.
3045  *
3046  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3047  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3048  * will lead to deadlock:
3049  *
3050  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3051  *      a lock held by your code or its caller.
3052  *
3053  *      Your code is running in the context of a work routine.
3054  *
3055  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3056  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3057  * what locks they need, which you have no control over.
3058  *
3059  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3060  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3061  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3062  * cancel_work_sync() instead.
3063  */
3064 void flush_scheduled_work(void)
3065 {
3066         flush_workqueue(system_wq);
3067 }
3068 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3069
3070 /**
3071  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3072  * @fn:         the function to execute
3073  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3074  *              be available when the work executes)
3075  *
3076  * Executes the function immediately if process context is available,
3077  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3078  *
3079  * Returns:     0 - function was executed
3080  *              1 - function was scheduled for execution
3081  */
3082 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3083 {
3084         if (!in_interrupt()) {
3085                 fn(&ew->work);
3086                 return 0;
3087         }
3088
3089         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3090         schedule_work(&ew->work);
3091
3092         return 1;
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3095
3096 int keventd_up(void)
3097 {
3098         return system_wq != NULL;
3099 }
3100
3101 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3102 {
3103         int cpu;
3104
3105         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3106                 wq->pool_wq.pcpu = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3107                 if (!wq->pool_wq.pcpu)
3108                         return -ENOMEM;
3109
3110                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3111                         struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3112
3113                         list_add_tail(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3114                 }
3115         } else {
3116                 struct pool_workqueue *pwq;
3117
3118                 pwq = kmem_cache_zalloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
3119                 if (!pwq)
3120                         return -ENOMEM;
3121
3122                 wq->pool_wq.single = pwq;
3123                 list_add_tail(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3124         }
3125
3126         return 0;
3127 }
3128
3129 static void free_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3130 {
3131         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3132                 free_percpu(wq->pool_wq.pcpu);
3133         else
3134                 kmem_cache_free(pwq_cache, wq->pool_wq.single);
3135 }
3136
3137 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3138                                const char *name)
3139 {
3140         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3141
3142         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3143                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3144                         max_active, name, 1, lim);
3145
3146         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3147 }
3148
3149 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3150                                                unsigned int flags,
3151                                                int max_active,
3152                                                struct lock_class_key *key,
3153                                                const char *lock_name, ...)
3154 {
3155         va_list args, args1;
3156         struct workqueue_struct *wq;
3157         unsigned int cpu;
3158         size_t namelen;
3159
3160         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3161         va_start(args, lock_name);
3162         va_copy(args1, args);
3163         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3164
3165         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3166         if (!wq)
3167                 goto err;
3168
3169         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3170         va_end(args);
3171         va_end(args1);
3172
3173         /*
3174          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3175          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3176          */
3177         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3178                 flags |= WQ_RESCUER;
3179
3180         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3181         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3182
3183         /* init wq */
3184         wq->flags = flags;
3185         wq->saved_max_active = max_active;
3186         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3187         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3188         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3189         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3190         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3191
3192         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3193         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3194
3195         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
3196                 goto err;
3197
3198         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3199                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3200
3201                 BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3202                 pwq->pool = get_std_worker_pool(cpu, flags & WQ_HIGHPRI);
3203                 pwq->wq = wq;
3204                 pwq->flush_color = -1;
3205                 pwq->max_active = max_active;
3206                 INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3207         }
3208
3209         if (flags & WQ_RESCUER) {
3210                 struct worker *rescuer;
3211
3212                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3213                         goto err;
3214
3215                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3216                 if (!rescuer)
3217                         goto err;
3218
3219                 rescuer->rescue_wq = wq;
3220                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3221                                                wq->name);
3222                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3223                         goto err;
3224
3225                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3226                 wake_up_process(rescuer->task);
3227         }
3228
3229         /*
3230          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3231          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3232          * workqueue to workqueues list.
3233          */
3234         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3235
3236         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3237                 for_each_pwq_cpu(cpu, wq)
3238                         get_pwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3239
3240         list_add(&wq->list, &workqueues);
3241
3242         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3243
3244         return wq;
3245 err:
3246         if (wq) {
3247                 free_pwqs(wq);
3248                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3249                 kfree(wq->rescuer);
3250                 kfree(wq);
3251         }
3252         return NULL;
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3255
3256 /**
3257  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3258  * @wq: target workqueue
3259  *
3260  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3261  */
3262 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3263 {
3264         unsigned int cpu;
3265
3266         /* drain it before proceeding with destruction */
3267         drain_workqueue(wq);
3268
3269         /* sanity checks */
3270         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3271                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3272                 int i;
3273
3274                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3275                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i]))
3276                                 return;
3277                 if (WARN_ON(pwq->nr_active) ||
3278                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works)))
3279                         return;
3280         }
3281
3282         /*
3283          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3284          * flushing is complete in case freeze races us.
3285          */
3286         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3287         list_del(&wq->list);
3288         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3289
3290         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3291                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3292                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3293                 kfree(wq->rescuer);
3294         }
3295
3296         free_pwqs(wq);
3297         kfree(wq);
3298 }
3299 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3300
3301 /**
3302  * pwq_set_max_active - adjust max_active of a pwq
3303  * @pwq: target pool_workqueue
3304  * @max_active: new max_active value.
3305  *
3306  * Set @pwq->max_active to @max_active and activate delayed works if
3307  * increased.
3308  *
3309  * CONTEXT:
3310  * spin_lock_irq(pool->lock).
3311  */
3312 static void pwq_set_max_active(struct pool_workqueue *pwq, int max_active)
3313 {
3314         pwq->max_active = max_active;
3315
3316         while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3317                pwq->nr_active < pwq->max_active)
3318                 pwq_activate_first_delayed(pwq);
3319 }
3320
3321 /**
3322  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3323  * @wq: target workqueue
3324  * @max_active: new max_active value.
3325  *
3326  * Set max_active of @wq to @max_active.
3327  *
3328  * CONTEXT:
3329  * Don't call from IRQ context.
3330  */
3331 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3332 {
3333         unsigned int cpu;
3334
3335         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3336
3337         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3338
3339         wq->saved_max_active = max_active;
3340
3341         for_each_pwq_cpu(cpu, wq) {
3342                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3343                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3344
3345                 spin_lock(&pool->lock);
3346
3347                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3348                     !(pool->flags & POOL_FREEZING))
3349                         pwq_set_max_active(pwq, max_active);
3350
3351                 spin_unlock(&pool->lock);
3352         }
3353
3354         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3355 }
3356 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3357
3358 /**
3359  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3360  * @cpu: CPU in question
3361  * @wq: target workqueue
3362  *
3363  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3364  * no synchronization around this function and the test result is
3365  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3366  *
3367  * RETURNS:
3368  * %true if congested, %false otherwise.
3369  */
3370 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3371 {
3372         struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3373
3374         return !list_empty(&pwq->delayed_works);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3377
3378 /**
3379  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3380  * @work: the work to be tested
3381  *
3382  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3383  * synchronization around this function and the test result is
3384  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3385  *
3386  * RETURNS:
3387  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3388  */
3389 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3390 {
3391         struct worker_pool *pool = get_work_pool(work);
3392         unsigned long flags;
3393         unsigned int ret = 0;
3394
3395         if (work_pending(work))
3396                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3397
3398         if (pool) {
3399                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
3400                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
3401                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3402                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
3403         }
3404
3405         return ret;
3406 }
3407 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3408
3409 /*
3410  * CPU hotplug.
3411  *
3412  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3413  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
3414  * pool which make migrating pending and scheduled works very
3415  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3416  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
3417  * blocked draining impractical.
3418  *
3419  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
3420  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3421  * cpu comes back online.
3422  */
3423
3424 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3425 {
3426         int cpu = smp_processor_id();
3427         struct worker_pool *pool;
3428         struct worker *worker;
3429         int i;
3430
3431         for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3432                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3433
3434                 mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3435                 spin_lock_irq(&pool->lock);
3436
3437                 /*
3438                  * We've claimed all manager positions.  Make all workers
3439                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
3440                  * except for the ones which are still executing works from
3441                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
3442                  * this, they may become diasporas.
3443                  */
3444                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3445                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3446
3447                 for_each_busy_worker(worker, i, pool)
3448                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3449
3450                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3451
3452                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
3453                 mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3454         }
3455
3456         /*
3457          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3458          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3459          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3460          */
3461         schedule();
3462
3463         /*
3464          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3465          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3466          * are always true as long as the worklist is not empty.  Pools on
3467          * @cpu now behave as unbound (in terms of concurrency management)
3468          * pools which are served by workers tied to the CPU.
3469          *
3470          * On return from this function, the current worker would trigger
3471          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3472          * didn't already.
3473          */
3474         for_each_std_worker_pool(pool, cpu)
3475                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3480  * This will be registered high priority CPU notifier.
3481  */
3482 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3483                                                unsigned long action,
3484                                                void *hcpu)
3485 {
3486         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3487         struct worker_pool *pool;
3488
3489         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3490         case CPU_UP_PREPARE:
3491                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3492                         struct worker *worker;
3493
3494                         if (pool->nr_workers)
3495                                 continue;
3496
3497                         worker = create_worker(pool);
3498                         if (!worker)
3499                                 return NOTIFY_BAD;
3500
3501                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3502                         start_worker(worker);
3503                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3504                 }
3505                 break;
3506
3507         case CPU_DOWN_FAILED:
3508         case CPU_ONLINE:
3509                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3510                         mutex_lock(&pool->assoc_mutex);
3511                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3512
3513                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3514                         rebind_workers(pool);
3515
3516                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3517                         mutex_unlock(&pool->assoc_mutex);
3518                 }
3519                 break;
3520         }
3521         return NOTIFY_OK;
3522 }
3523
3524 /*
3525  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3526  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3527  */
3528 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3529                                                  unsigned long action,
3530                                                  void *hcpu)
3531 {
3532         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3533         struct work_struct unbind_work;
3534
3535         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3536         case CPU_DOWN_PREPARE:
3537                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3538                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
3539                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
3540                 flush_work(&unbind_work);
3541                 break;
3542         }
3543         return NOTIFY_OK;
3544 }
3545
3546 #ifdef CONFIG_SMP
3547
3548 struct work_for_cpu {
3549         struct work_struct work;
3550         long (*fn)(void *);
3551         void *arg;
3552         long ret;
3553 };
3554
3555 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
3556 {
3557         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
3558
3559         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3560 }
3561
3562 /**
3563  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3564  * @cpu: the cpu to run on
3565  * @fn: the function to run
3566  * @arg: the function arg
3567  *
3568  * This will return the value @fn returns.
3569  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3570  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3571  */
3572 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3573 {
3574         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
3575
3576         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
3577         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
3578         flush_work(&wfc.work);
3579         return wfc.ret;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3582 #endif /* CONFIG_SMP */
3583
3584 #ifdef CONFIG_FREEZER
3585
3586 /**
3587  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3588  *
3589  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3590  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3591  * pool->worklist.
3592  *
3593  * CONTEXT:
3594  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3595  */
3596 void freeze_workqueues_begin(void)
3597 {
3598         unsigned int cpu;
3599
3600         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3601
3602         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
3603         workqueue_freezing = true;
3604
3605         for_each_wq_cpu(cpu) {
3606                 struct worker_pool *pool;
3607                 struct workqueue_struct *wq;
3608
3609                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3610                         spin_lock(&pool->lock);
3611
3612                         WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
3613                         pool->flags |= POOL_FREEZING;
3614
3615                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3616                                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3617
3618                                 if (pwq && pwq->pool == pool &&
3619                                     (wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3620                                         pwq->max_active = 0;
3621                         }
3622
3623                         spin_unlock(&pool->lock);
3624                 }
3625         }
3626
3627         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3628 }
3629
3630 /**
3631  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3632  *
3633  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3634  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3635  *
3636  * CONTEXT:
3637  * Grabs and releases workqueue_lock.
3638  *
3639  * RETURNS:
3640  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3641  * is complete.
3642  */
3643 bool freeze_workqueues_busy(void)
3644 {
3645         unsigned int cpu;
3646         bool busy = false;
3647
3648         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3649
3650         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
3651
3652         for_each_wq_cpu(cpu) {
3653                 struct workqueue_struct *wq;
3654                 /*
3655                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3656                  * to peek without lock.
3657                  */
3658                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3659                         struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3660
3661                         if (!pwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3662                                 continue;
3663
3664                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
3665                         if (pwq->nr_active) {
3666                                 busy = true;
3667                                 goto out_unlock;
3668                         }
3669                 }
3670         }
3671 out_unlock:
3672         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3673         return busy;
3674 }
3675
3676 /**
3677  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3678  *
3679  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3680  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
3681  *
3682  * CONTEXT:
3683  * Grabs and releases workqueue_lock and pool->lock's.
3684  */
3685 void thaw_workqueues(void)
3686 {
3687         unsigned int cpu;
3688
3689         spin_lock_irq(&workqueue_lock);
3690
3691         if (!workqueue_freezing)
3692                 goto out_unlock;
3693
3694         for_each_wq_cpu(cpu) {
3695                 struct worker_pool *pool;
3696                 struct workqueue_struct *wq;
3697
3698                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3699                         spin_lock(&pool->lock);
3700
3701                         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
3702                         pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
3703
3704                         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3705                                 struct pool_workqueue *pwq = get_pwq(cpu, wq);
3706
3707                                 if (!pwq || pwq->pool != pool ||
3708                                     !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3709                                         continue;
3710
3711                                 /* restore max_active and repopulate worklist */
3712                                 pwq_set_max_active(pwq, wq->saved_max_active);
3713                         }
3714
3715                         wake_up_worker(pool);
3716
3717                         spin_unlock(&pool->lock);
3718                 }
3719         }
3720
3721         workqueue_freezing = false;
3722 out_unlock:
3723         spin_unlock_irq(&workqueue_lock);
3724 }
3725 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3726
3727 static int __init init_workqueues(void)
3728 {
3729         unsigned int cpu;
3730
3731         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
3732         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
3733                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
3734
3735         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
3736
3737         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
3738
3739         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3740         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3741
3742         /* initialize CPU pools */
3743         for_each_wq_cpu(cpu) {
3744                 struct worker_pool *pool;
3745
3746                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3747                         spin_lock_init(&pool->lock);
3748                         pool->cpu = cpu;
3749                         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3750                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3751                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3752                         hash_init(pool->busy_hash);
3753
3754                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3755                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3756                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3757
3758                         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3759                                     (unsigned long)pool);
3760
3761                         mutex_init(&pool->assoc_mutex);
3762                         ida_init(&pool->worker_ida);
3763
3764                         /* alloc pool ID */
3765                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
3766                 }
3767         }
3768
3769         /* create the initial worker */
3770         for_each_online_wq_cpu(cpu) {
3771                 struct worker_pool *pool;
3772
3773                 for_each_std_worker_pool(pool, cpu) {
3774                         struct worker *worker;
3775
3776                         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3777                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
3778
3779                         worker = create_worker(pool);
3780                         BUG_ON(!worker);
3781                         spin_lock_irq(&pool->lock);
3782                         start_worker(worker);
3783                         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3784                 }
3785         }
3786
3787         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3788         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
3789         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3790         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3791                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3792         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3793                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3794         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
3795                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
3796         return 0;
3797 }
3798 early_initcall(init_workqueues);