workqueue: remove CPU offline trustee
[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
45 #include "workqueue_sched.h"
46
47 enum {
48         /*
49          * global_cwq flags
50          *
51          * A bound gcwq is either associated or disassociated with its CPU.
52          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
53          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
54          * is in effect.
55          *
56          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
57          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
58          * be executing on any CPU.  The gcwq behaves as an unbound one.
59          *
60          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
61          * managership of all pools on the gcwq to avoid changing binding
62          * state while create_worker() is in progress.
63          */
64         GCWQ_DISASSOCIATED      = 1 << 0,       /* cpu can't serve workers */
65         GCWQ_FREEZING           = 1 << 1,       /* freeze in progress */
66
67         /* pool flags */
68         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
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_REBIND           = 1 << 5,       /* mom is home, come back */
76         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
77         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
78
79         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_REBIND | WORKER_UNBOUND |
80                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
81
82         NR_WORKER_POOLS         = 2,            /* # worker pools per gcwq */
83
84         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
85         BUSY_WORKER_HASH_SIZE   = 1 << BUSY_WORKER_HASH_ORDER,
86         BUSY_WORKER_HASH_MASK   = BUSY_WORKER_HASH_SIZE - 1,
87
88         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
89         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
90
91         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
92                                                 /* call for help after 10ms
93                                                    (min two ticks) */
94         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
95         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
96
97         /*
98          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
99          * all cpus.  Give -20.
100          */
101         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
102         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
103 };
104
105 /*
106  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
107  *
108  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
109  *    everyone else.
110  *
111  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
112  *    only be modified and accessed from the local cpu.
113  *
114  * L: gcwq->lock protected.  Access with gcwq->lock held.
115  *
116  * X: During normal operation, modification requires gcwq->lock and
117  *    should be done only from local cpu.  Either disabling preemption
118  *    on local cpu or grabbing gcwq->lock is enough for read access.
119  *    If GCWQ_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
120  *
121  * F: wq->flush_mutex protected.
122  *
123  * W: workqueue_lock protected.
124  */
125
126 struct global_cwq;
127 struct worker_pool;
128 struct idle_rebind;
129
130 /*
131  * The poor guys doing the actual heavy lifting.  All on-duty workers
132  * are either serving the manager role, on idle list or on busy hash.
133  */
134 struct worker {
135         /* on idle list while idle, on busy hash table while busy */
136         union {
137                 struct list_head        entry;  /* L: while idle */
138                 struct hlist_node       hentry; /* L: while busy */
139         };
140
141         struct work_struct      *current_work;  /* L: work being processed */
142         struct cpu_workqueue_struct *current_cwq; /* L: current_work's cwq */
143         struct list_head        scheduled;      /* L: scheduled works */
144         struct task_struct      *task;          /* I: worker task */
145         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
146         /* 64 bytes boundary on 64bit, 32 on 32bit */
147         unsigned long           last_active;    /* L: last active timestamp */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149         int                     id;             /* I: worker id */
150
151         /* for rebinding worker to CPU */
152         struct idle_rebind      *idle_rebind;   /* L: for idle worker */
153         struct work_struct      rebind_work;    /* L: for busy worker */
154 };
155
156 struct worker_pool {
157         struct global_cwq       *gcwq;          /* I: the owning gcwq */
158         unsigned int            flags;          /* X: flags */
159
160         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
161         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
162         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
163
164         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
165         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
166         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
167
168         struct mutex            manager_mutex;  /* mutex manager should hold */
169         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
170 };
171
172 /*
173  * Global per-cpu workqueue.  There's one and only one for each cpu
174  * and all works are queued and processed here regardless of their
175  * target workqueues.
176  */
177 struct global_cwq {
178         spinlock_t              lock;           /* the gcwq lock */
179         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
180         unsigned int            flags;          /* L: GCWQ_* flags */
181
182         /* workers are chained either in busy_hash or pool idle_list */
183         struct hlist_head       busy_hash[BUSY_WORKER_HASH_SIZE];
184                                                 /* L: hash of busy workers */
185
186         struct worker_pool      pools[2];       /* normal and highpri pools */
187
188         wait_queue_head_t       rebind_hold;    /* rebind hold wait */
189 } ____cacheline_aligned_in_smp;
190
191 /*
192  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
193  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
194  * aligned at two's power of the number of flag bits.
195  */
196 struct cpu_workqueue_struct {
197         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
198         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
199         int                     work_color;     /* L: current color */
200         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
201         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
202                                                 /* L: nr of in_flight works */
203         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
204         int                     max_active;     /* L: max active works */
205         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
206 };
207
208 /*
209  * Structure used to wait for workqueue flush.
210  */
211 struct wq_flusher {
212         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
213         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
214         struct completion       done;           /* flush completion */
215 };
216
217 /*
218  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
219  * used to determine whether there's something to be done.
220  */
221 #ifdef CONFIG_SMP
222 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
223 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
224         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
225 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
226 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
227 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
228 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
229 #else
230 typedef unsigned long mayday_mask_t;
231 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
232 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
233 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
234 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
235 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
236 #endif
237
238 /*
239  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
240  * per-CPU workqueues:
241  */
242 struct workqueue_struct {
243         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
244         union {
245                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
246                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
247                 unsigned long                           v;
248         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
249         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
250
251         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
252         int                     work_color;     /* F: current work color */
253         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
254         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
255         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
256         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
257         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
258
259         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
260         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
261
262         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
263         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
264 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
265         struct lockdep_map      lockdep_map;
266 #endif
267         char                    name[];         /* I: workqueue name */
268 };
269
270 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
271 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
272 struct workqueue_struct *system_nrt_wq __read_mostly;
273 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
274 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
275 struct workqueue_struct *system_nrt_freezable_wq __read_mostly;
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_wq);
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_freezable_wq);
282
283 #define CREATE_TRACE_POINTS
284 #include <trace/events/workqueue.h>
285
286 #define for_each_worker_pool(pool, gcwq)                                \
287         for ((pool) = &(gcwq)->pools[0];                                \
288              (pool) < &(gcwq)->pools[NR_WORKER_POOLS]; (pool)++)
289
290 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)                      \
291         for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)                     \
292                 hlist_for_each_entry(worker, pos, &gcwq->busy_hash[i], hentry)
293
294 static inline int __next_gcwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
295                                   unsigned int sw)
296 {
297         if (cpu < nr_cpu_ids) {
298                 if (sw & 1) {
299                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
300                         if (cpu < nr_cpu_ids)
301                                 return cpu;
302                 }
303                 if (sw & 2)
304                         return WORK_CPU_UNBOUND;
305         }
306         return WORK_CPU_NONE;
307 }
308
309 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
310                                 struct workqueue_struct *wq)
311 {
312         return __next_gcwq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
313 }
314
315 /*
316  * CPU iterators
317  *
318  * An extra gcwq is defined for an invalid cpu number
319  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
320  * specific CPU.  The following iterators are similar to
321  * for_each_*_cpu() iterators but also considers the unbound gcwq.
322  *
323  * for_each_gcwq_cpu()          : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
324  * for_each_online_gcwq_cpu()   : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
325  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
326  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
327  */
328 #define for_each_gcwq_cpu(cpu)                                          \
329         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);         \
330              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
331              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
332
333 #define for_each_online_gcwq_cpu(cpu)                                   \
334         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);           \
335              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
336              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
337
338 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
339         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));        \
340              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
341              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
342
343 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
344
345 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
346
347 static void *work_debug_hint(void *addr)
348 {
349         return ((struct work_struct *) addr)->func;
350 }
351
352 /*
353  * fixup_init is called when:
354  * - an active object is initialized
355  */
356 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         struct work_struct *work = addr;
359
360         switch (state) {
361         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
362                 cancel_work_sync(work);
363                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
364                 return 1;
365         default:
366                 return 0;
367         }
368 }
369
370 /*
371  * fixup_activate is called when:
372  * - an active object is activated
373  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
374  */
375 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
376 {
377         struct work_struct *work = addr;
378
379         switch (state) {
380
381         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
382                 /*
383                  * This is not really a fixup. The work struct was
384                  * statically initialized. We just make sure that it
385                  * is tracked in the object tracker.
386                  */
387                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
388                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
389                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
390                         return 0;
391                 }
392                 WARN_ON_ONCE(1);
393                 return 0;
394
395         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
396                 WARN_ON(1);
397
398         default:
399                 return 0;
400         }
401 }
402
403 /*
404  * fixup_free is called when:
405  * - an active object is freed
406  */
407 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
408 {
409         struct work_struct *work = addr;
410
411         switch (state) {
412         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
413                 cancel_work_sync(work);
414                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
415                 return 1;
416         default:
417                 return 0;
418         }
419 }
420
421 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
422         .name           = "work_struct",
423         .debug_hint     = work_debug_hint,
424         .fixup_init     = work_fixup_init,
425         .fixup_activate = work_fixup_activate,
426         .fixup_free     = work_fixup_free,
427 };
428
429 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
430 {
431         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
432 }
433
434 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
435 {
436         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
437 }
438
439 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
440 {
441         if (onstack)
442                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
443         else
444                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
447
448 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
449 {
450         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
453
454 #else
455 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
456 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
457 #endif
458
459 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
460 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
461 static LIST_HEAD(workqueues);
462 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
463
464 /*
465  * The almighty global cpu workqueues.  nr_running is the only field
466  * which is expected to be used frequently by other cpus via
467  * try_to_wake_up().  Put it in a separate cacheline.
468  */
469 static DEFINE_PER_CPU(struct global_cwq, global_cwq);
470 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(atomic_t, pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS]);
471
472 /*
473  * Global cpu workqueue and nr_running counter for unbound gcwq.  The
474  * gcwq is always online, has GCWQ_DISASSOCIATED set, and all its
475  * workers have WORKER_UNBOUND set.
476  */
477 static struct global_cwq unbound_global_cwq;
478 static atomic_t unbound_pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS] = {
479         [0 ... NR_WORKER_POOLS - 1]     = ATOMIC_INIT(0),       /* always 0 */
480 };
481
482 static int worker_thread(void *__worker);
483
484 static int worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
485 {
486         return pool - pool->gcwq->pools;
487 }
488
489 static struct global_cwq *get_gcwq(unsigned int cpu)
490 {
491         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
492                 return &per_cpu(global_cwq, cpu);
493         else
494                 return &unbound_global_cwq;
495 }
496
497 static atomic_t *get_pool_nr_running(struct worker_pool *pool)
498 {
499         int cpu = pool->gcwq->cpu;
500         int idx = worker_pool_pri(pool);
501
502         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
503                 return &per_cpu(pool_nr_running, cpu)[idx];
504         else
505                 return &unbound_pool_nr_running[idx];
506 }
507
508 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
509                                             struct workqueue_struct *wq)
510 {
511         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
512                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
513                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
514         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
515                 return wq->cpu_wq.single;
516         return NULL;
517 }
518
519 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
520 {
521         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
522 }
523
524 static int get_work_color(struct work_struct *work)
525 {
526         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
527                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
528 }
529
530 static int work_next_color(int color)
531 {
532         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
533 }
534
535 /*
536  * A work's data points to the cwq with WORK_STRUCT_CWQ set while the
537  * work is on queue.  Once execution starts, WORK_STRUCT_CWQ is
538  * cleared and the work data contains the cpu number it was last on.
539  *
540  * set_work_{cwq|cpu}() and clear_work_data() can be used to set the
541  * cwq, cpu or clear work->data.  These functions should only be
542  * called while the work is owned - ie. while the PENDING bit is set.
543  *
544  * get_work_[g]cwq() can be used to obtain the gcwq or cwq
545  * corresponding to a work.  gcwq is available once the work has been
546  * queued anywhere after initialization.  cwq is available only from
547  * queueing until execution starts.
548  */
549 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
550                                  unsigned long flags)
551 {
552         BUG_ON(!work_pending(work));
553         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
554 }
555
556 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
557                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
558                          unsigned long extra_flags)
559 {
560         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
561                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
562 }
563
564 static void set_work_cpu(struct work_struct *work, unsigned int cpu)
565 {
566         set_work_data(work, cpu << WORK_STRUCT_FLAG_BITS, WORK_STRUCT_PENDING);
567 }
568
569 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
570 {
571         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_CPU, 0);
572 }
573
574 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
575 {
576         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
577
578         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
579                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
580         else
581                 return NULL;
582 }
583
584 static struct global_cwq *get_work_gcwq(struct work_struct *work)
585 {
586         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
587         unsigned int cpu;
588
589         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
590                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
591                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->gcwq;
592
593         cpu = data >> WORK_STRUCT_FLAG_BITS;
594         if (cpu == WORK_CPU_NONE)
595                 return NULL;
596
597         BUG_ON(cpu >= nr_cpu_ids && cpu != WORK_CPU_UNBOUND);
598         return get_gcwq(cpu);
599 }
600
601 /*
602  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
603  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
604  * they're being called with gcwq->lock held.
605  */
606
607 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
608 {
609         return !atomic_read(get_pool_nr_running(pool));
610 }
611
612 /*
613  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
614  * running workers.
615  *
616  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
617  * function will always return %true for unbound gcwq as long as the
618  * worklist isn't empty.
619  */
620 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
621 {
622         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
623 }
624
625 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
626 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
627 {
628         return pool->nr_idle;
629 }
630
631 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
632 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
633 {
634         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
635
636         return !list_empty(&pool->worklist) && atomic_read(nr_running) <= 1;
637 }
638
639 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
640 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
641 {
642         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
643 }
644
645 /* Do I need to be the manager? */
646 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
647 {
648         return need_to_create_worker(pool) ||
649                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
650 }
651
652 /* Do we have too many workers and should some go away? */
653 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
654 {
655         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_mutex);
656         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
657         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
658
659         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
660 }
661
662 /*
663  * Wake up functions.
664  */
665
666 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
667 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
668 {
669         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
670                 return NULL;
671
672         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
673 }
674
675 /**
676  * wake_up_worker - wake up an idle worker
677  * @pool: worker pool to wake worker from
678  *
679  * Wake up the first idle worker of @pool.
680  *
681  * CONTEXT:
682  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
683  */
684 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
685 {
686         struct worker *worker = first_worker(pool);
687
688         if (likely(worker))
689                 wake_up_process(worker->task);
690 }
691
692 /**
693  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
694  * @task: task waking up
695  * @cpu: CPU @task is waking up to
696  *
697  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
698  * being awoken.
699  *
700  * CONTEXT:
701  * spin_lock_irq(rq->lock)
702  */
703 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
704 {
705         struct worker *worker = kthread_data(task);
706
707         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
708                 atomic_inc(get_pool_nr_running(worker->pool));
709 }
710
711 /**
712  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
713  * @task: task going to sleep
714  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
715  *
716  * This function is called during schedule() when a busy worker is
717  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
718  * returning pointer to its task.
719  *
720  * CONTEXT:
721  * spin_lock_irq(rq->lock)
722  *
723  * RETURNS:
724  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
725  */
726 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
727                                        unsigned int cpu)
728 {
729         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
730         struct worker_pool *pool = worker->pool;
731         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
732
733         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
734                 return NULL;
735
736         /* this can only happen on the local cpu */
737         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
738
739         /*
740          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
741          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
742          * Please read comment there.
743          *
744          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
745          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
746          * disabled, which in turn means that none else could be
747          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without gcwq
748          * lock is safe.
749          */
750         if (atomic_dec_and_test(nr_running) && !list_empty(&pool->worklist))
751                 to_wakeup = first_worker(pool);
752         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
753 }
754
755 /**
756  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
757  * @worker: self
758  * @flags: flags to set
759  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
760  *
761  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
762  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
763  * woken up.
764  *
765  * CONTEXT:
766  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
767  */
768 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
769                                     bool wakeup)
770 {
771         struct worker_pool *pool = worker->pool;
772
773         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
774
775         /*
776          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
777          * wake up an idle worker as necessary if requested by
778          * @wakeup.
779          */
780         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
781             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
782                 atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
783
784                 if (wakeup) {
785                         if (atomic_dec_and_test(nr_running) &&
786                             !list_empty(&pool->worklist))
787                                 wake_up_worker(pool);
788                 } else
789                         atomic_dec(nr_running);
790         }
791
792         worker->flags |= flags;
793 }
794
795 /**
796  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
797  * @worker: self
798  * @flags: flags to clear
799  *
800  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
801  *
802  * CONTEXT:
803  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
804  */
805 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
806 {
807         struct worker_pool *pool = worker->pool;
808         unsigned int oflags = worker->flags;
809
810         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
811
812         worker->flags &= ~flags;
813
814         /*
815          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
816          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
817          * of multiple flags, not a single flag.
818          */
819         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
820                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
821                         atomic_inc(get_pool_nr_running(pool));
822 }
823
824 /**
825  * busy_worker_head - return the busy hash head for a work
826  * @gcwq: gcwq of interest
827  * @work: work to be hashed
828  *
829  * Return hash head of @gcwq for @work.
830  *
831  * CONTEXT:
832  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
833  *
834  * RETURNS:
835  * Pointer to the hash head.
836  */
837 static struct hlist_head *busy_worker_head(struct global_cwq *gcwq,
838                                            struct work_struct *work)
839 {
840         const int base_shift = ilog2(sizeof(struct work_struct));
841         unsigned long v = (unsigned long)work;
842
843         /* simple shift and fold hash, do we need something better? */
844         v >>= base_shift;
845         v += v >> BUSY_WORKER_HASH_ORDER;
846         v &= BUSY_WORKER_HASH_MASK;
847
848         return &gcwq->busy_hash[v];
849 }
850
851 /**
852  * __find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
853  * @gcwq: gcwq of interest
854  * @bwh: hash head as returned by busy_worker_head()
855  * @work: work to find worker for
856  *
857  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  @bwh should be
858  * the hash head obtained by calling busy_worker_head() with the same
859  * work.
860  *
861  * CONTEXT:
862  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
863  *
864  * RETURNS:
865  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
866  * otherwise.
867  */
868 static struct worker *__find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
869                                                    struct hlist_head *bwh,
870                                                    struct work_struct *work)
871 {
872         struct worker *worker;
873         struct hlist_node *tmp;
874
875         hlist_for_each_entry(worker, tmp, bwh, hentry)
876                 if (worker->current_work == work)
877                         return worker;
878         return NULL;
879 }
880
881 /**
882  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
883  * @gcwq: gcwq of interest
884  * @work: work to find worker for
885  *
886  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  This function is
887  * identical to __find_worker_executing_work() except that this
888  * function calculates @bwh itself.
889  *
890  * CONTEXT:
891  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
892  *
893  * RETURNS:
894  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
895  * otherwise.
896  */
897 static struct worker *find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
898                                                  struct work_struct *work)
899 {
900         return __find_worker_executing_work(gcwq, busy_worker_head(gcwq, work),
901                                             work);
902 }
903
904 /**
905  * insert_work - insert a work into gcwq
906  * @cwq: cwq @work belongs to
907  * @work: work to insert
908  * @head: insertion point
909  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
910  *
911  * Insert @work which belongs to @cwq into @gcwq after @head.
912  * @extra_flags is or'd to work_struct flags.
913  *
914  * CONTEXT:
915  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
916  */
917 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
918                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
919                         unsigned int extra_flags)
920 {
921         struct worker_pool *pool = cwq->pool;
922
923         /* we own @work, set data and link */
924         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
925
926         /*
927          * Ensure that we get the right work->data if we see the
928          * result of list_add() below, see try_to_grab_pending().
929          */
930         smp_wmb();
931
932         list_add_tail(&work->entry, head);
933
934         /*
935          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
936          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
937          * lying around lazily while there are works to be processed.
938          */
939         smp_mb();
940
941         if (__need_more_worker(pool))
942                 wake_up_worker(pool);
943 }
944
945 /*
946  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
947  * same workqueue.  This is rather expensive and should only be used from
948  * cold paths.
949  */
950 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
951 {
952         unsigned long flags;
953         unsigned int cpu;
954
955         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
956                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
957                 struct worker *worker;
958                 struct hlist_node *pos;
959                 int i;
960
961                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
962                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
963                         if (worker->task != current)
964                                 continue;
965                         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
966                         /*
967                          * I'm @worker, no locking necessary.  See if @work
968                          * is headed to the same workqueue.
969                          */
970                         return worker->current_cwq->wq == wq;
971                 }
972                 spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
973         }
974         return false;
975 }
976
977 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
978                          struct work_struct *work)
979 {
980         struct global_cwq *gcwq;
981         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
982         struct list_head *worklist;
983         unsigned int work_flags;
984         unsigned long flags;
985
986         debug_work_activate(work);
987
988         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
989         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
990             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
991                 return;
992
993         /* determine gcwq to use */
994         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
995                 struct global_cwq *last_gcwq;
996
997                 if (unlikely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
998                         cpu = raw_smp_processor_id();
999
1000                 /*
1001                  * It's multi cpu.  If @wq is non-reentrant and @work
1002                  * was previously on a different cpu, it might still
1003                  * be running there, in which case the work needs to
1004                  * be queued on that cpu to guarantee non-reentrance.
1005                  */
1006                 gcwq = get_gcwq(cpu);
1007                 if (wq->flags & WQ_NON_REENTRANT &&
1008                     (last_gcwq = get_work_gcwq(work)) && last_gcwq != gcwq) {
1009                         struct worker *worker;
1010
1011                         spin_lock_irqsave(&last_gcwq->lock, flags);
1012
1013                         worker = find_worker_executing_work(last_gcwq, work);
1014
1015                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq)
1016                                 gcwq = last_gcwq;
1017                         else {
1018                                 /* meh... not running there, queue here */
1019                                 spin_unlock_irqrestore(&last_gcwq->lock, flags);
1020                                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1021                         }
1022                 } else
1023                         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1024         } else {
1025                 gcwq = get_gcwq(WORK_CPU_UNBOUND);
1026                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
1027         }
1028
1029         /* gcwq determined, get cwq and queue */
1030         cwq = get_cwq(gcwq->cpu, wq);
1031         trace_workqueue_queue_work(cpu, cwq, work);
1032
1033         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1034                 spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
1035                 return;
1036         }
1037
1038         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
1039         work_flags = work_color_to_flags(cwq->work_color);
1040
1041         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
1042                 trace_workqueue_activate_work(work);
1043                 cwq->nr_active++;
1044                 worklist = &cwq->pool->worklist;
1045         } else {
1046                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1047                 worklist = &cwq->delayed_works;
1048         }
1049
1050         insert_work(cwq, work, worklist, work_flags);
1051
1052         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
1053 }
1054
1055 /**
1056  * queue_work - queue work on a workqueue
1057  * @wq: workqueue to use
1058  * @work: work to queue
1059  *
1060  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1061  *
1062  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1063  * it can be processed by another CPU.
1064  */
1065 int queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1066 {
1067         int ret;
1068
1069         ret = queue_work_on(get_cpu(), wq, work);
1070         put_cpu();
1071
1072         return ret;
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1075
1076 /**
1077  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1078  * @cpu: CPU number to execute work on
1079  * @wq: workqueue to use
1080  * @work: work to queue
1081  *
1082  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1083  *
1084  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1085  * can't go away.
1086  */
1087 int
1088 queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1089 {
1090         int ret = 0;
1091
1092         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1093                 __queue_work(cpu, wq, work);
1094                 ret = 1;
1095         }
1096         return ret;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1099
1100 static void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1101 {
1102         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1103         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(&dwork->work);
1104
1105         __queue_work(smp_processor_id(), cwq->wq, &dwork->work);
1106 }
1107
1108 /**
1109  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1110  * @wq: workqueue to use
1111  * @dwork: delayable work to queue
1112  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1113  *
1114  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1115  */
1116 int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1117                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1118 {
1119         if (delay == 0)
1120                 return queue_work(wq, &dwork->work);
1121
1122         return queue_delayed_work_on(-1, wq, dwork, delay);
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1125
1126 /**
1127  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1128  * @cpu: CPU number to execute work on
1129  * @wq: workqueue to use
1130  * @dwork: work to queue
1131  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1132  *
1133  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1134  */
1135 int queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1136                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1137 {
1138         int ret = 0;
1139         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1140         struct work_struct *work = &dwork->work;
1141
1142         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1143                 unsigned int lcpu;
1144
1145                 BUG_ON(timer_pending(timer));
1146                 BUG_ON(!list_empty(&work->entry));
1147
1148                 timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1149
1150                 /*
1151                  * This stores cwq for the moment, for the timer_fn.
1152                  * Note that the work's gcwq is preserved to allow
1153                  * reentrance detection for delayed works.
1154                  */
1155                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1156                         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
1157
1158                         if (gcwq && gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1159                                 lcpu = gcwq->cpu;
1160                         else
1161                                 lcpu = raw_smp_processor_id();
1162                 } else
1163                         lcpu = WORK_CPU_UNBOUND;
1164
1165                 set_work_cwq(work, get_cwq(lcpu, wq), 0);
1166
1167                 timer->expires = jiffies + delay;
1168                 timer->data = (unsigned long)dwork;
1169                 timer->function = delayed_work_timer_fn;
1170
1171                 if (unlikely(cpu >= 0))
1172                         add_timer_on(timer, cpu);
1173                 else
1174                         add_timer(timer);
1175                 ret = 1;
1176         }
1177         return ret;
1178 }
1179 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1180
1181 /**
1182  * worker_enter_idle - enter idle state
1183  * @worker: worker which is entering idle state
1184  *
1185  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1186  * necessary.
1187  *
1188  * LOCKING:
1189  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1190  */
1191 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1192 {
1193         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1194         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1195
1196         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1197         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1198                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1199
1200         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1201         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1202         pool->nr_idle++;
1203         worker->last_active = jiffies;
1204
1205         /* idle_list is LIFO */
1206         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1207
1208         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1209                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1210
1211         /*
1212          * Sanity check nr_running.  Because gcwq_unbind_fn() releases
1213          * gcwq->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1214          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1215          * unbind is not in progress.
1216          */
1217         WARN_ON_ONCE(!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED) &&
1218                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1219                      atomic_read(get_pool_nr_running(pool)));
1220 }
1221
1222 /**
1223  * worker_leave_idle - leave idle state
1224  * @worker: worker which is leaving idle state
1225  *
1226  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1227  *
1228  * LOCKING:
1229  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1230  */
1231 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1232 {
1233         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1234
1235         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1236         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1237         pool->nr_idle--;
1238         list_del_init(&worker->entry);
1239 }
1240
1241 /**
1242  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock gcwq
1243  * @worker: self
1244  *
1245  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1246  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1247  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1248  * guaranteed to execute on the cpu.
1249  *
1250  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1251  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1252  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1253  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1254  * verbatim as it's best effort and blocking and gcwq may be
1255  * [dis]associated in the meantime.
1256  *
1257  * This function tries set_cpus_allowed() and locks gcwq and verifies the
1258  * binding against %GCWQ_DISASSOCIATED which is set during
1259  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1260  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1261  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1262  *
1263  * CONTEXT:
1264  * Might sleep.  Called without any lock but returns with gcwq->lock
1265  * held.
1266  *
1267  * RETURNS:
1268  * %true if the associated gcwq is online (@worker is successfully
1269  * bound), %false if offline.
1270  */
1271 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1272 __acquires(&gcwq->lock)
1273 {
1274         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1275         struct task_struct *task = worker->task;
1276
1277         while (true) {
1278                 /*
1279                  * The following call may fail, succeed or succeed
1280                  * without actually migrating the task to the cpu if
1281                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1282                  * against GCWQ_DISASSOCIATED.
1283                  */
1284                 if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED))
1285                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(gcwq->cpu));
1286
1287                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1288                 if (gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)
1289                         return false;
1290                 if (task_cpu(task) == gcwq->cpu &&
1291                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1292                                   get_cpu_mask(gcwq->cpu)))
1293                         return true;
1294                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1295
1296                 /*
1297                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1298                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1299                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1300                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1301                  */
1302                 cpu_relax();
1303                 cond_resched();
1304         }
1305 }
1306
1307 struct idle_rebind {
1308         int                     cnt;            /* # workers to be rebound */
1309         struct completion       done;           /* all workers rebound */
1310 };
1311
1312 /*
1313  * Rebind an idle @worker to its CPU.  During CPU onlining, this has to
1314  * happen synchronously for idle workers.  worker_thread() will test
1315  * %WORKER_REBIND before leaving idle and call this function.
1316  */
1317 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1318 {
1319         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1320
1321         /* CPU must be online at this point */
1322         WARN_ON(!worker_maybe_bind_and_lock(worker));
1323         if (!--worker->idle_rebind->cnt)
1324                 complete(&worker->idle_rebind->done);
1325         spin_unlock_irq(&worker->pool->gcwq->lock);
1326
1327         /* we did our part, wait for rebind_workers() to finish up */
1328         wait_event(gcwq->rebind_hold, !(worker->flags & WORKER_REBIND));
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1333  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1334  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1335  * executed twice without intervening cpu down.
1336  */
1337 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1338 {
1339         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1340         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1341
1342         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1343                 worker_clr_flags(worker, WORKER_REBIND);
1344
1345         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1346 }
1347
1348 /**
1349  * rebind_workers - rebind all workers of a gcwq to the associated CPU
1350  * @gcwq: gcwq of interest
1351  *
1352  * @gcwq->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1353  * is different for idle and busy ones.
1354  *
1355  * The idle ones should be rebound synchronously and idle rebinding should
1356  * be complete before any worker starts executing work items with
1357  * concurrency management enabled; otherwise, scheduler may oops trying to
1358  * wake up non-local idle worker from wq_worker_sleeping().
1359  *
1360  * This is achieved by repeatedly requesting rebinding until all idle
1361  * workers are known to have been rebound under @gcwq->lock and holding all
1362  * idle workers from becoming busy until idle rebinding is complete.
1363  *
1364  * Once idle workers are rebound, busy workers can be rebound as they
1365  * finish executing their current work items.  Queueing the rebind work at
1366  * the head of their scheduled lists is enough.  Note that nr_running will
1367  * be properbly bumped as busy workers rebind.
1368  *
1369  * On return, all workers are guaranteed to either be bound or have rebind
1370  * work item scheduled.
1371  */
1372 static void rebind_workers(struct global_cwq *gcwq)
1373         __releases(&gcwq->lock) __acquires(&gcwq->lock)
1374 {
1375         struct idle_rebind idle_rebind;
1376         struct worker_pool *pool;
1377         struct worker *worker;
1378         struct hlist_node *pos;
1379         int i;
1380
1381         lockdep_assert_held(&gcwq->lock);
1382
1383         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1384                 lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1385
1386         /*
1387          * Rebind idle workers.  Interlocked both ways.  We wait for
1388          * workers to rebind via @idle_rebind.done.  Workers will wait for
1389          * us to finish up by watching %WORKER_REBIND.
1390          */
1391         init_completion(&idle_rebind.done);
1392 retry:
1393         idle_rebind.cnt = 1;
1394         INIT_COMPLETION(idle_rebind.done);
1395
1396         /* set REBIND and kick idle ones, we'll wait for these later */
1397         for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
1398                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
1399                         if (worker->flags & WORKER_REBIND)
1400                                 continue;
1401
1402                         /* morph UNBOUND to REBIND */
1403                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1404                         worker->flags |= WORKER_REBIND;
1405
1406                         idle_rebind.cnt++;
1407                         worker->idle_rebind = &idle_rebind;
1408
1409                         /* worker_thread() will call idle_worker_rebind() */
1410                         wake_up_process(worker->task);
1411                 }
1412         }
1413
1414         if (--idle_rebind.cnt) {
1415                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1416                 wait_for_completion(&idle_rebind.done);
1417                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1418                 /* busy ones might have become idle while waiting, retry */
1419                 goto retry;
1420         }
1421
1422         /*
1423          * All idle workers are rebound and waiting for %WORKER_REBIND to
1424          * be cleared inside idle_worker_rebind().  Clear and release.
1425          * Clearing %WORKER_REBIND from this foreign context is safe
1426          * because these workers are still guaranteed to be idle.
1427          */
1428         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1429                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
1430                         worker->flags &= ~WORKER_REBIND;
1431
1432         wake_up_all(&gcwq->rebind_hold);
1433
1434         /* rebind busy workers */
1435         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
1436                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1437
1438                 /* morph UNBOUND to REBIND */
1439                 worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1440                 worker->flags |= WORKER_REBIND;
1441
1442                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1443                                      work_data_bits(rebind_work)))
1444                         continue;
1445
1446                 /* wq doesn't matter, use the default one */
1447                 debug_work_activate(rebind_work);
1448                 insert_work(get_cwq(gcwq->cpu, system_wq), rebind_work,
1449                             worker->scheduled.next,
1450                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1451         }
1452 }
1453
1454 static struct worker *alloc_worker(void)
1455 {
1456         struct worker *worker;
1457
1458         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1459         if (worker) {
1460                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1461                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1462                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1463                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1464                 worker->flags = WORKER_PREP;
1465         }
1466         return worker;
1467 }
1468
1469 /**
1470  * create_worker - create a new workqueue worker
1471  * @pool: pool the new worker will belong to
1472  *
1473  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1474  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1475  * destroy_worker().
1476  *
1477  * CONTEXT:
1478  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1479  *
1480  * RETURNS:
1481  * Pointer to the newly created worker.
1482  */
1483 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1484 {
1485         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1486         const char *pri = worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1487         struct worker *worker = NULL;
1488         int id = -1;
1489
1490         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1491         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1492                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1493                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1494                         goto fail;
1495                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1496         }
1497         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1498
1499         worker = alloc_worker();
1500         if (!worker)
1501                 goto fail;
1502
1503         worker->pool = pool;
1504         worker->id = id;
1505
1506         if (gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1507                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1508                                         worker, cpu_to_node(gcwq->cpu),
1509                                         "kworker/%u:%d%s", gcwq->cpu, id, pri);
1510         else
1511                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1512                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1513         if (IS_ERR(worker->task))
1514                 goto fail;
1515
1516         if (worker_pool_pri(pool))
1517                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1518
1519         /*
1520          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1521          * %GCWQ_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1522          * flag remains stable across this function.  See the comments
1523          * above the flag definition for details.
1524          *
1525          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1526          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1527          */
1528         if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)) {
1529                 kthread_bind(worker->task, gcwq->cpu);
1530         } else {
1531                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1532                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1533         }
1534
1535         return worker;
1536 fail:
1537         if (id >= 0) {
1538                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1539                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1540                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1541         }
1542         kfree(worker);
1543         return NULL;
1544 }
1545
1546 /**
1547  * start_worker - start a newly created worker
1548  * @worker: worker to start
1549  *
1550  * Make the gcwq aware of @worker and start it.
1551  *
1552  * CONTEXT:
1553  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1554  */
1555 static void start_worker(struct worker *worker)
1556 {
1557         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1558         worker->pool->nr_workers++;
1559         worker_enter_idle(worker);
1560         wake_up_process(worker->task);
1561 }
1562
1563 /**
1564  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1565  * @worker: worker to be destroyed
1566  *
1567  * Destroy @worker and adjust @gcwq stats accordingly.
1568  *
1569  * CONTEXT:
1570  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1571  */
1572 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1573 {
1574         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1575         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1576         int id = worker->id;
1577
1578         /* sanity check frenzy */
1579         BUG_ON(worker->current_work);
1580         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1581
1582         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1583                 pool->nr_workers--;
1584         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1585                 pool->nr_idle--;
1586
1587         list_del_init(&worker->entry);
1588         worker->flags |= WORKER_DIE;
1589
1590         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1591
1592         kthread_stop(worker->task);
1593         kfree(worker);
1594
1595         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1596         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1597 }
1598
1599 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1600 {
1601         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1602         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1603
1604         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1605
1606         if (too_many_workers(pool)) {
1607                 struct worker *worker;
1608                 unsigned long expires;
1609
1610                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1611                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1612                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1613
1614                 if (time_before(jiffies, expires))
1615                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1616                 else {
1617                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1618                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1619                         wake_up_worker(pool);
1620                 }
1621         }
1622
1623         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1624 }
1625
1626 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1627 {
1628         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1629         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1630         unsigned int cpu;
1631
1632         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1633                 return false;
1634
1635         /* mayday mayday mayday */
1636         cpu = cwq->pool->gcwq->cpu;
1637         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1638         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1639                 cpu = 0;
1640         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1641                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1642         return true;
1643 }
1644
1645 static void gcwq_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1646 {
1647         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1648         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1649         struct work_struct *work;
1650
1651         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1652
1653         if (need_to_create_worker(pool)) {
1654                 /*
1655                  * We've been trying to create a new worker but
1656                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1657                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1658                  * rescuers.
1659                  */
1660                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1661                         send_mayday(work);
1662         }
1663
1664         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1665
1666         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1667 }
1668
1669 /**
1670  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1671  * @pool: pool to create a new worker for
1672  *
1673  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1674  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1675  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1676  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1677  * possible allocation deadlock.
1678  *
1679  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1680  * may_start_working() true.
1681  *
1682  * LOCKING:
1683  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1684  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1685  * manager.
1686  *
1687  * RETURNS:
1688  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1689  * otherwise.
1690  */
1691 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1692 __releases(&gcwq->lock)
1693 __acquires(&gcwq->lock)
1694 {
1695         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1696
1697         if (!need_to_create_worker(pool))
1698                 return false;
1699 restart:
1700         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1701
1702         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1703         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1704
1705         while (true) {
1706                 struct worker *worker;
1707
1708                 worker = create_worker(pool);
1709                 if (worker) {
1710                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1711                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1712                         start_worker(worker);
1713                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1714                         return true;
1715                 }
1716
1717                 if (!need_to_create_worker(pool))
1718                         break;
1719
1720                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1721                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1722
1723                 if (!need_to_create_worker(pool))
1724                         break;
1725         }
1726
1727         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1728         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1729         if (need_to_create_worker(pool))
1730                 goto restart;
1731         return true;
1732 }
1733
1734 /**
1735  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1736  * @pool: pool to destroy workers for
1737  *
1738  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1739  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1740  *
1741  * LOCKING:
1742  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1743  * multiple times.  Called only from manager.
1744  *
1745  * RETURNS:
1746  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1747  * otherwise.
1748  */
1749 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1750 {
1751         bool ret = false;
1752
1753         while (too_many_workers(pool)) {
1754                 struct worker *worker;
1755                 unsigned long expires;
1756
1757                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1758                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1759
1760                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1761                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1762                         break;
1763                 }
1764
1765                 destroy_worker(worker);
1766                 ret = true;
1767         }
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * manage_workers - manage worker pool
1774  * @worker: self
1775  *
1776  * Assume the manager role and manage gcwq worker pool @worker belongs
1777  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1778  * gcwq.  The exclusion is handled automatically by this function.
1779  *
1780  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1781  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1782  * and may_start_working() is true.
1783  *
1784  * CONTEXT:
1785  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1786  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1787  *
1788  * RETURNS:
1789  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true if
1790  * some action was taken.
1791  */
1792 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1793 {
1794         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1795         bool ret = false;
1796
1797         if (!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))
1798                 return ret;
1799
1800         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
1801
1802         /*
1803          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
1804          * on return.
1805          */
1806         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
1807         ret |= maybe_create_worker(pool);
1808
1809         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1810         return ret;
1811 }
1812
1813 /**
1814  * move_linked_works - move linked works to a list
1815  * @work: start of series of works to be scheduled
1816  * @head: target list to append @work to
1817  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1818  *
1819  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1820  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1821  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1822  *
1823  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1824  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1825  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1826  *
1827  * CONTEXT:
1828  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1829  */
1830 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1831                               struct work_struct **nextp)
1832 {
1833         struct work_struct *n;
1834
1835         /*
1836          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1837          * use NULL for list head.
1838          */
1839         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1840                 list_move_tail(&work->entry, head);
1841                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1842                         break;
1843         }
1844
1845         /*
1846          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1847          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1848          * needs to be updated.
1849          */
1850         if (nextp)
1851                 *nextp = n;
1852 }
1853
1854 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
1855 {
1856         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
1857                                                     struct work_struct, entry);
1858
1859         trace_workqueue_activate_work(work);
1860         move_linked_works(work, &cwq->pool->worklist, NULL);
1861         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1862         cwq->nr_active++;
1863 }
1864
1865 /**
1866  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
1867  * @cwq: cwq of interest
1868  * @color: color of work which left the queue
1869  * @delayed: for a delayed work
1870  *
1871  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1872  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
1873  *
1874  * CONTEXT:
1875  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1876  */
1877 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color,
1878                                  bool delayed)
1879 {
1880         /* ignore uncolored works */
1881         if (color == WORK_NO_COLOR)
1882                 return;
1883
1884         cwq->nr_in_flight[color]--;
1885
1886         if (!delayed) {
1887                 cwq->nr_active--;
1888                 if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1889                         /* one down, submit a delayed one */
1890                         if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1891                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
1892                 }
1893         }
1894
1895         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1896         if (likely(cwq->flush_color != color))
1897                 return;
1898
1899         /* are there still in-flight works? */
1900         if (cwq->nr_in_flight[color])
1901                 return;
1902
1903         /* this cwq is done, clear flush_color */
1904         cwq->flush_color = -1;
1905
1906         /*
1907          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1908          * will handle the rest.
1909          */
1910         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1911                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1912 }
1913
1914 /**
1915  * process_one_work - process single work
1916  * @worker: self
1917  * @work: work to process
1918  *
1919  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
1920  * process a single work including synchronization against and
1921  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
1922  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
1923  * call this function to process a work.
1924  *
1925  * CONTEXT:
1926  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1927  */
1928 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
1929 __releases(&gcwq->lock)
1930 __acquires(&gcwq->lock)
1931 {
1932         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1933         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1934         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1935         struct hlist_head *bwh = busy_worker_head(gcwq, work);
1936         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
1937         work_func_t f = work->func;
1938         int work_color;
1939         struct worker *collision;
1940 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1941         /*
1942          * It is permissible to free the struct work_struct from
1943          * inside the function that is called from it, this we need to
1944          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
1945          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
1946          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
1947          */
1948         struct lockdep_map lockdep_map;
1949
1950         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
1951 #endif
1952         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & (WORKER_UNBOUND | WORKER_REBIND)) &&
1953                      raw_smp_processor_id() != gcwq->cpu);
1954
1955         /*
1956          * A single work shouldn't be executed concurrently by
1957          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
1958          * already processing the work.  If so, defer the work to the
1959          * currently executing one.
1960          */
1961         collision = __find_worker_executing_work(gcwq, bwh, work);
1962         if (unlikely(collision)) {
1963                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
1964                 return;
1965         }
1966
1967         /* claim and process */
1968         debug_work_deactivate(work);
1969         hlist_add_head(&worker->hentry, bwh);
1970         worker->current_work = work;
1971         worker->current_cwq = cwq;
1972         work_color = get_work_color(work);
1973
1974         /* record the current cpu number in the work data and dequeue */
1975         set_work_cpu(work, gcwq->cpu);
1976         list_del_init(&work->entry);
1977
1978         /*
1979          * CPU intensive works don't participate in concurrency
1980          * management.  They're the scheduler's responsibility.
1981          */
1982         if (unlikely(cpu_intensive))
1983                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
1984
1985         /*
1986          * Unbound gcwq isn't concurrency managed and work items should be
1987          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
1988          */
1989         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
1990                 wake_up_worker(pool);
1991
1992         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1993
1994         work_clear_pending(work);
1995         lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
1996         lock_map_acquire(&lockdep_map);
1997         trace_workqueue_execute_start(work);
1998         f(work);
1999         /*
2000          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2001          * point will only record its address.
2002          */
2003         trace_workqueue_execute_end(work);
2004         lock_map_release(&lockdep_map);
2005         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2006
2007         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2008                 printk(KERN_ERR "BUG: workqueue leaked lock or atomic: "
2009                        "%s/0x%08x/%d\n",
2010                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current));
2011                 printk(KERN_ERR "    last function: ");
2012                 print_symbol("%s\n", (unsigned long)f);
2013                 debug_show_held_locks(current);
2014                 dump_stack();
2015         }
2016
2017         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2018
2019         /* clear cpu intensive status */
2020         if (unlikely(cpu_intensive))
2021                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2022
2023         /* we're done with it, release */
2024         hlist_del_init(&worker->hentry);
2025         worker->current_work = NULL;
2026         worker->current_cwq = NULL;
2027         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color, false);
2028 }
2029
2030 /**
2031  * process_scheduled_works - process scheduled works
2032  * @worker: self
2033  *
2034  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2035  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2036  * fetches a work from the top and executes it.
2037  *
2038  * CONTEXT:
2039  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
2040  * multiple times.
2041  */
2042 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2043 {
2044         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2045                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2046                                                 struct work_struct, entry);
2047                 process_one_work(worker, work);
2048         }
2049 }
2050
2051 /**
2052  * worker_thread - the worker thread function
2053  * @__worker: self
2054  *
2055  * The gcwq worker thread function.  There's a single dynamic pool of
2056  * these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2057  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2058  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2059  * rescuer_thread().
2060  */
2061 static int worker_thread(void *__worker)
2062 {
2063         struct worker *worker = __worker;
2064         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2065         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2066
2067         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2068         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2069 woke_up:
2070         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2071
2072         /*
2073          * DIE can be set only while idle and REBIND set while busy has
2074          * @worker->rebind_work scheduled.  Checking here is enough.
2075          */
2076         if (unlikely(worker->flags & (WORKER_REBIND | WORKER_DIE))) {
2077                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2078
2079                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2080                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2081                         return 0;
2082                 }
2083
2084                 idle_worker_rebind(worker);
2085                 goto woke_up;
2086         }
2087
2088         worker_leave_idle(worker);
2089 recheck:
2090         /* no more worker necessary? */
2091         if (!need_more_worker(pool))
2092                 goto sleep;
2093
2094         /* do we need to manage? */
2095         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2096                 goto recheck;
2097
2098         /*
2099          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2100          * preparing to process a work or actually processing it.
2101          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2102          */
2103         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2104
2105         /*
2106          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2107          * at least one idle worker or that someone else has already
2108          * assumed the manager role.
2109          */
2110         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2111
2112         do {
2113                 struct work_struct *work =
2114                         list_first_entry(&pool->worklist,
2115                                          struct work_struct, entry);
2116
2117                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2118                         /* optimization path, not strictly necessary */
2119                         process_one_work(worker, work);
2120                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2121                                 process_scheduled_works(worker);
2122                 } else {
2123                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2124                         process_scheduled_works(worker);
2125                 }
2126         } while (keep_working(pool));
2127
2128         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2129 sleep:
2130         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2131                 goto recheck;
2132
2133         /*
2134          * gcwq->lock is held and there's no work to process and no
2135          * need to manage, sleep.  Workers are woken up only while
2136          * holding gcwq->lock or from local cpu, so setting the
2137          * current state before releasing gcwq->lock is enough to
2138          * prevent losing any event.
2139          */
2140         worker_enter_idle(worker);
2141         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2142         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2143         schedule();
2144         goto woke_up;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2149  * @__wq: the associated workqueue
2150  *
2151  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2152  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2153  *
2154  * Regular work processing on a gcwq may block trying to create a new
2155  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2156  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2157  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2158  * the problem rescuer solves.
2159  *
2160  * When such condition is possible, the gcwq summons rescuers of all
2161  * workqueues which have works queued on the gcwq and let them process
2162  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2163  *
2164  * This should happen rarely.
2165  */
2166 static int rescuer_thread(void *__wq)
2167 {
2168         struct workqueue_struct *wq = __wq;
2169         struct worker *rescuer = wq->rescuer;
2170         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2171         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2172         unsigned int cpu;
2173
2174         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2175 repeat:
2176         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2177
2178         if (kthread_should_stop())
2179                 return 0;
2180
2181         /*
2182          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2183          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2184          */
2185         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2186                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2187                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
2188                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2189                 struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2190                 struct work_struct *work, *n;
2191
2192                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2193                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2194
2195                 /* migrate to the target cpu if possible */
2196                 rescuer->pool = pool;
2197                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2198
2199                 /*
2200                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2201                  * process'em.
2202                  */
2203                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2204                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2205                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
2206                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2207
2208                 process_scheduled_works(rescuer);
2209
2210                 /*
2211                  * Leave this gcwq.  If keep_working() is %true, notify a
2212                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2213                  * and stalling the execution.
2214                  */
2215                 if (keep_working(pool))
2216                         wake_up_worker(pool);
2217
2218                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2219         }
2220
2221         schedule();
2222         goto repeat;
2223 }
2224
2225 struct wq_barrier {
2226         struct work_struct      work;
2227         struct completion       done;
2228 };
2229
2230 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2231 {
2232         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2233         complete(&barr->done);
2234 }
2235
2236 /**
2237  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2238  * @cwq: cwq to insert barrier into
2239  * @barr: wq_barrier to insert
2240  * @target: target work to attach @barr to
2241  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2242  *
2243  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2244  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2245  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2246  * cpu.
2247  *
2248  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2249  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2250  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2251  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2252  * after a work with LINKED flag set.
2253  *
2254  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2255  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2256  *
2257  * CONTEXT:
2258  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
2259  */
2260 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2261                               struct wq_barrier *barr,
2262                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2263 {
2264         struct list_head *head;
2265         unsigned int linked = 0;
2266
2267         /*
2268          * debugobject calls are safe here even with gcwq->lock locked
2269          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2270          * checks and call back into the fixup functions where we
2271          * might deadlock.
2272          */
2273         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2274         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2275         init_completion(&barr->done);
2276
2277         /*
2278          * If @target is currently being executed, schedule the
2279          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2280          */
2281         if (worker)
2282                 head = worker->scheduled.next;
2283         else {
2284                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2285
2286                 head = target->entry.next;
2287                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2288                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2289                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2290         }
2291
2292         debug_work_activate(&barr->work);
2293         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2294                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2295 }
2296
2297 /**
2298  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2299  * @wq: workqueue being flushed
2300  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2301  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2302  *
2303  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2304  *
2305  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2306  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2307  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2308  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2309  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2310  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2311  *
2312  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2313  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2314  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2315  * is returned.
2316  *
2317  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2318  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2319  * advanced to @work_color.
2320  *
2321  * CONTEXT:
2322  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2323  *
2324  * RETURNS:
2325  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2326  * otherwise.
2327  */
2328 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2329                                       int flush_color, int work_color)
2330 {
2331         bool wait = false;
2332         unsigned int cpu;
2333
2334         if (flush_color >= 0) {
2335                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2336                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2337         }
2338
2339         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2340                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2341                 struct global_cwq *gcwq = cwq->pool->gcwq;
2342
2343                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2344
2345                 if (flush_color >= 0) {
2346                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2347
2348                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2349                                 cwq->flush_color = flush_color;
2350                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2351                                 wait = true;
2352                         }
2353                 }
2354
2355                 if (work_color >= 0) {
2356                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2357                         cwq->work_color = work_color;
2358                 }
2359
2360                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2361         }
2362
2363         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2364                 complete(&wq->first_flusher->done);
2365
2366         return wait;
2367 }
2368
2369 /**
2370  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2371  * @wq: workqueue to flush
2372  *
2373  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2374  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2375  *
2376  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2377  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2378  */
2379 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2380 {
2381         struct wq_flusher this_flusher = {
2382                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2383                 .flush_color = -1,
2384                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2385         };
2386         int next_color;
2387
2388         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2389         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2390
2391         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2392
2393         /*
2394          * Start-to-wait phase
2395          */
2396         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2397
2398         if (next_color != wq->flush_color) {
2399                 /*
2400                  * Color space is not full.  The current work_color
2401                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2402                  * by one.
2403                  */
2404                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2405                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2406                 wq->work_color = next_color;
2407
2408                 if (!wq->first_flusher) {
2409                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2410                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2411
2412                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2413
2414                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2415                                                        wq->work_color)) {
2416                                 /* nothing to flush, done */
2417                                 wq->flush_color = next_color;
2418                                 wq->first_flusher = NULL;
2419                                 goto out_unlock;
2420                         }
2421                 } else {
2422                         /* wait in queue */
2423                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2424                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2425                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2426                 }
2427         } else {
2428                 /*
2429                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2430                  * The next flush completion will assign us
2431                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2432                  */
2433                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2434         }
2435
2436         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2437
2438         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2439
2440         /*
2441          * Wake-up-and-cascade phase
2442          *
2443          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2444          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2445          */
2446         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2447                 return;
2448
2449         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2450
2451         /* we might have raced, check again with mutex held */
2452         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2453                 goto out_unlock;
2454
2455         wq->first_flusher = NULL;
2456
2457         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2458         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2459
2460         while (true) {
2461                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2462
2463                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2464                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2465                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2466                                 break;
2467                         list_del_init(&next->list);
2468                         complete(&next->done);
2469                 }
2470
2471                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2472                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2473
2474                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2475                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2476
2477                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2478                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2479                         /*
2480                          * Assign the same color to all overflowed
2481                          * flushers, advance work_color and append to
2482                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2483                          * phase for these overflowed flushers.
2484                          */
2485                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2486                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2487
2488                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2489
2490                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2491                                               &wq->flusher_queue);
2492                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2493                 }
2494
2495                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2496                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2497                         break;
2498                 }
2499
2500                 /*
2501                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2502                  * the new first flusher and arm cwqs.
2503                  */
2504                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2505                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2506
2507                 list_del_init(&next->list);
2508                 wq->first_flusher = next;
2509
2510                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2511                         break;
2512
2513                 /*
2514                  * Meh... this color is already done, clear first
2515                  * flusher and repeat cascading.
2516                  */
2517                 wq->first_flusher = NULL;
2518         }
2519
2520 out_unlock:
2521         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2522 }
2523 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2524
2525 /**
2526  * drain_workqueue - drain a workqueue
2527  * @wq: workqueue to drain
2528  *
2529  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2530  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2531  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2532  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2533  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2534  * takes too long.
2535  */
2536 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2537 {
2538         unsigned int flush_cnt = 0;
2539         unsigned int cpu;
2540
2541         /*
2542          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2543          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2544          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2545          */
2546         spin_lock(&workqueue_lock);
2547         if (!wq->nr_drainers++)
2548                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2549         spin_unlock(&workqueue_lock);
2550 reflush:
2551         flush_workqueue(wq);
2552
2553         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2554                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2555                 bool drained;
2556
2557                 spin_lock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2558                 drained = !cwq->nr_active && list_empty(&cwq->delayed_works);
2559                 spin_unlock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2560
2561                 if (drained)
2562                         continue;
2563
2564                 if (++flush_cnt == 10 ||
2565                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2566                         pr_warning("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2567                                    wq->name, flush_cnt);
2568                 goto reflush;
2569         }
2570
2571         spin_lock(&workqueue_lock);
2572         if (!--wq->nr_drainers)
2573                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2574         spin_unlock(&workqueue_lock);
2575 }
2576 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2577
2578 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr,
2579                              bool wait_executing)
2580 {
2581         struct worker *worker = NULL;
2582         struct global_cwq *gcwq;
2583         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2584
2585         might_sleep();
2586         gcwq = get_work_gcwq(work);
2587         if (!gcwq)
2588                 return false;
2589
2590         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2591         if (!list_empty(&work->entry)) {
2592                 /*
2593                  * See the comment near try_to_grab_pending()->smp_rmb().
2594                  * If it was re-queued to a different gcwq under us, we
2595                  * are not going to wait.
2596                  */
2597                 smp_rmb();
2598                 cwq = get_work_cwq(work);
2599                 if (unlikely(!cwq || gcwq != cwq->pool->gcwq))
2600                         goto already_gone;
2601         } else if (wait_executing) {
2602                 worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2603                 if (!worker)
2604                         goto already_gone;
2605                 cwq = worker->current_cwq;
2606         } else
2607                 goto already_gone;
2608
2609         insert_wq_barrier(cwq, barr, work, worker);
2610         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2611
2612         /*
2613          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2614          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2615          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2616          * access.
2617          */
2618         if (cwq->wq->saved_max_active == 1 || cwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2619                 lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2620         else
2621                 lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2622         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2623
2624         return true;
2625 already_gone:
2626         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2627         return false;
2628 }
2629
2630 /**
2631  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2632  * @work: the work to flush
2633  *
2634  * Wait until @work has finished execution.  This function considers
2635  * only the last queueing instance of @work.  If @work has been
2636  * enqueued across different CPUs on a non-reentrant workqueue or on
2637  * multiple workqueues, @work might still be executing on return on
2638  * some of the CPUs from earlier queueing.
2639  *
2640  * If @work was queued only on a non-reentrant, ordered or unbound
2641  * workqueue, @work is guaranteed to be idle on return if it hasn't
2642  * been requeued since flush started.
2643  *
2644  * RETURNS:
2645  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2646  * %false if it was already idle.
2647  */
2648 bool flush_work(struct work_struct *work)
2649 {
2650         struct wq_barrier barr;
2651
2652         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2653         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2654
2655         if (start_flush_work(work, &barr, true)) {
2656                 wait_for_completion(&barr.done);
2657                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2658                 return true;
2659         } else
2660                 return false;
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2663
2664 static bool wait_on_cpu_work(struct global_cwq *gcwq, struct work_struct *work)
2665 {
2666         struct wq_barrier barr;
2667         struct worker *worker;
2668
2669         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2670
2671         worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2672         if (unlikely(worker))
2673                 insert_wq_barrier(worker->current_cwq, &barr, work, worker);
2674
2675         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2676
2677         if (unlikely(worker)) {
2678                 wait_for_completion(&barr.done);
2679                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2680                 return true;
2681         } else
2682                 return false;
2683 }
2684
2685 static bool wait_on_work(struct work_struct *work)
2686 {
2687         bool ret = false;
2688         int cpu;
2689
2690         might_sleep();
2691
2692         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2693         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2694
2695         for_each_gcwq_cpu(cpu)
2696                 ret |= wait_on_cpu_work(get_gcwq(cpu), work);
2697         return ret;
2698 }
2699
2700 /**
2701  * flush_work_sync - wait until a work has finished execution
2702  * @work: the work to flush
2703  *
2704  * Wait until @work has finished execution.  On return, it's
2705  * guaranteed that all queueing instances of @work which happened
2706  * before this function is called are finished.  In other words, if
2707  * @work hasn't been requeued since this function was called, @work is
2708  * guaranteed to be idle on return.
2709  *
2710  * RETURNS:
2711  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2712  * %false if it was already idle.
2713  */
2714 bool flush_work_sync(struct work_struct *work)
2715 {
2716         struct wq_barrier barr;
2717         bool pending, waited;
2718
2719         /* we'll wait for executions separately, queue barr only if pending */
2720         pending = start_flush_work(work, &barr, false);
2721
2722         /* wait for executions to finish */
2723         waited = wait_on_work(work);
2724
2725         /* wait for the pending one */
2726         if (pending) {
2727                 wait_for_completion(&barr.done);
2728                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2729         }
2730
2731         return pending || waited;
2732 }
2733 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work_sync);
2734
2735 /*
2736  * Upon a successful return (>= 0), the caller "owns" WORK_STRUCT_PENDING bit,
2737  * so this work can't be re-armed in any way.
2738  */
2739 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work)
2740 {
2741         struct global_cwq *gcwq;
2742         int ret = -1;
2743
2744         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
2745                 return 0;
2746
2747         /*
2748          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
2749          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
2750          */
2751         gcwq = get_work_gcwq(work);
2752         if (!gcwq)
2753                 return ret;
2754
2755         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2756         if (!list_empty(&work->entry)) {
2757                 /*
2758                  * This work is queued, but perhaps we locked the wrong gcwq.
2759                  * In that case we must see the new value after rmb(), see
2760                  * insert_work()->wmb().
2761                  */
2762                 smp_rmb();
2763                 if (gcwq == get_work_gcwq(work)) {
2764                         debug_work_deactivate(work);
2765                         list_del_init(&work->entry);
2766                         cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work),
2767                                 get_work_color(work),
2768                                 *work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED);
2769                         ret = 1;
2770                 }
2771         }
2772         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2773
2774         return ret;
2775 }
2776
2777 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work,
2778                                 struct timer_list* timer)
2779 {
2780         int ret;
2781
2782         do {
2783                 ret = (timer && likely(del_timer(timer)));
2784                 if (!ret)
2785                         ret = try_to_grab_pending(work);
2786                 wait_on_work(work);
2787         } while (unlikely(ret < 0));
2788
2789         clear_work_data(work);
2790         return ret;
2791 }
2792
2793 /**
2794  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2795  * @work: the work to cancel
2796  *
2797  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2798  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2799  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2800  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2801  *
2802  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2803  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2804  *
2805  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2806  * queued can't be destroyed before this function returns.
2807  *
2808  * RETURNS:
2809  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2810  */
2811 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2812 {
2813         return __cancel_work_timer(work, NULL);
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2816
2817 /**
2818  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2819  * @dwork: the delayed work to flush
2820  *
2821  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2822  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2823  * considers the last queueing instance of @dwork.
2824  *
2825  * RETURNS:
2826  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2827  * %false if it was already idle.
2828  */
2829 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2830 {
2831         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2832                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2833                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2834         return flush_work(&dwork->work);
2835 }
2836 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2837
2838 /**
2839  * flush_delayed_work_sync - wait for a dwork to finish
2840  * @dwork: the delayed work to flush
2841  *
2842  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2843  * execution immediately.  Other than timer handling, its behavior
2844  * is identical to flush_work_sync().
2845  *
2846  * RETURNS:
2847  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2848  * %false if it was already idle.
2849  */
2850 bool flush_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2851 {
2852         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2853                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2854                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2855         return flush_work_sync(&dwork->work);
2856 }
2857 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work_sync);
2858
2859 /**
2860  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2861  * @dwork: the delayed work cancel
2862  *
2863  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2864  *
2865  * RETURNS:
2866  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2867  */
2868 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2869 {
2870         return __cancel_work_timer(&dwork->work, &dwork->timer);
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2873
2874 /**
2875  * schedule_work - put work task in global workqueue
2876  * @work: job to be done
2877  *
2878  * Returns zero if @work was already on the kernel-global workqueue and
2879  * non-zero otherwise.
2880  *
2881  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2882  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2883  * workqueue otherwise.
2884  */
2885 int schedule_work(struct work_struct *work)
2886 {
2887         return queue_work(system_wq, work);
2888 }
2889 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2890
2891 /*
2892  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2893  * @cpu: cpu to put the work task on
2894  * @work: job to be done
2895  *
2896  * This puts a job on a specific cpu
2897  */
2898 int schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2899 {
2900         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2901 }
2902 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2903
2904 /**
2905  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2906  * @dwork: job to be done
2907  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2908  *
2909  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2910  * workqueue.
2911  */
2912 int schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
2913                                         unsigned long delay)
2914 {
2915         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2916 }
2917 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2918
2919 /**
2920  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2921  * @cpu: cpu to use
2922  * @dwork: job to be done
2923  * @delay: number of jiffies to wait
2924  *
2925  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2926  * workqueue on the specified CPU.
2927  */
2928 int schedule_delayed_work_on(int cpu,
2929                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2930 {
2931         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2934
2935 /**
2936  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2937  * @func: the function to call
2938  *
2939  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2940  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2941  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2942  *
2943  * RETURNS:
2944  * 0 on success, -errno on failure.
2945  */
2946 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2947 {
2948         int cpu;
2949         struct work_struct __percpu *works;
2950
2951         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2952         if (!works)
2953                 return -ENOMEM;
2954
2955         get_online_cpus();
2956
2957         for_each_online_cpu(cpu) {
2958                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2959
2960                 INIT_WORK(work, func);
2961                 schedule_work_on(cpu, work);
2962         }
2963
2964         for_each_online_cpu(cpu)
2965                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
2966
2967         put_online_cpus();
2968         free_percpu(works);
2969         return 0;
2970 }
2971
2972 /**
2973  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
2974  *
2975  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
2976  * completion.
2977  *
2978  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
2979  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
2980  * will lead to deadlock:
2981  *
2982  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
2983  *      a lock held by your code or its caller.
2984  *
2985  *      Your code is running in the context of a work routine.
2986  *
2987  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
2988  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
2989  * what locks they need, which you have no control over.
2990  *
2991  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
2992  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
2993  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
2994  * cancel_work_sync() instead.
2995  */
2996 void flush_scheduled_work(void)
2997 {
2998         flush_workqueue(system_wq);
2999 }
3000 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3001
3002 /**
3003  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3004  * @fn:         the function to execute
3005  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3006  *              be available when the work executes)
3007  *
3008  * Executes the function immediately if process context is available,
3009  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3010  *
3011  * Returns:     0 - function was executed
3012  *              1 - function was scheduled for execution
3013  */
3014 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3015 {
3016         if (!in_interrupt()) {
3017                 fn(&ew->work);
3018                 return 0;
3019         }
3020
3021         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3022         schedule_work(&ew->work);
3023
3024         return 1;
3025 }
3026 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3027
3028 int keventd_up(void)
3029 {
3030         return system_wq != NULL;
3031 }
3032
3033 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3034 {
3035         /*
3036          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3037          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3038          * unsigned long long.
3039          */
3040         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
3041         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3042                                    __alignof__(unsigned long long));
3043
3044         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3045                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3046         else {
3047                 void *ptr;
3048
3049                 /*
3050                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
3051                  * pointer at the end pointing back to the originally
3052                  * allocated pointer which will be used for free.
3053                  */
3054                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3055                 if (ptr) {
3056                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3057                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
3058                 }
3059         }
3060
3061         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3062         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
3063         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3064 }
3065
3066 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3067 {
3068         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3069                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
3070         else if (wq->cpu_wq.single) {
3071                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
3072                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
3073         }
3074 }
3075
3076 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3077                                const char *name)
3078 {
3079         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3080
3081         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3082                 printk(KERN_WARNING "workqueue: max_active %d requested for %s "
3083                        "is out of range, clamping between %d and %d\n",
3084                        max_active, name, 1, lim);
3085
3086         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3087 }
3088
3089 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3090                                                unsigned int flags,
3091                                                int max_active,
3092                                                struct lock_class_key *key,
3093                                                const char *lock_name, ...)
3094 {
3095         va_list args, args1;
3096         struct workqueue_struct *wq;
3097         unsigned int cpu;
3098         size_t namelen;
3099
3100         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3101         va_start(args, lock_name);
3102         va_copy(args1, args);
3103         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3104
3105         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3106         if (!wq)
3107                 goto err;
3108
3109         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3110         va_end(args);
3111         va_end(args1);
3112
3113         /*
3114          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3115          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3116          */
3117         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3118                 flags |= WQ_RESCUER;
3119
3120         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3121         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3122
3123         /* init wq */
3124         wq->flags = flags;
3125         wq->saved_max_active = max_active;
3126         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3127         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
3128         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3129         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3130
3131         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3132         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3133
3134         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
3135                 goto err;
3136
3137         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3138                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3139                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3140                 int pool_idx = (bool)(flags & WQ_HIGHPRI);
3141
3142                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3143                 cwq->pool = &gcwq->pools[pool_idx];
3144                 cwq->wq = wq;
3145                 cwq->flush_color = -1;
3146                 cwq->max_active = max_active;
3147                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
3148         }
3149
3150         if (flags & WQ_RESCUER) {
3151                 struct worker *rescuer;
3152
3153                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3154                         goto err;
3155
3156                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3157                 if (!rescuer)
3158                         goto err;
3159
3160                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, wq, "%s",
3161                                                wq->name);
3162                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3163                         goto err;
3164
3165                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3166                 wake_up_process(rescuer->task);
3167         }
3168
3169         /*
3170          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3171          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3172          * workqueue to workqueues list.
3173          */
3174         spin_lock(&workqueue_lock);
3175
3176         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3177                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
3178                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3179
3180         list_add(&wq->list, &workqueues);
3181
3182         spin_unlock(&workqueue_lock);
3183
3184         return wq;
3185 err:
3186         if (wq) {
3187                 free_cwqs(wq);
3188                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3189                 kfree(wq->rescuer);
3190                 kfree(wq);
3191         }
3192         return NULL;
3193 }
3194 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3195
3196 /**
3197  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3198  * @wq: target workqueue
3199  *
3200  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3201  */
3202 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3203 {
3204         unsigned int cpu;
3205
3206         /* drain it before proceeding with destruction */
3207         drain_workqueue(wq);
3208
3209         /*
3210          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3211          * flushing is complete in case freeze races us.
3212          */
3213         spin_lock(&workqueue_lock);
3214         list_del(&wq->list);
3215         spin_unlock(&workqueue_lock);
3216
3217         /* sanity check */
3218         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3219                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3220                 int i;
3221
3222                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3223                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
3224                 BUG_ON(cwq->nr_active);
3225                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
3226         }
3227
3228         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3229                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3230                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3231                 kfree(wq->rescuer);
3232         }
3233
3234         free_cwqs(wq);
3235         kfree(wq);
3236 }
3237 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3238
3239 /**
3240  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3241  * @wq: target workqueue
3242  * @max_active: new max_active value.
3243  *
3244  * Set max_active of @wq to @max_active.
3245  *
3246  * CONTEXT:
3247  * Don't call from IRQ context.
3248  */
3249 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3250 {
3251         unsigned int cpu;
3252
3253         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3254
3255         spin_lock(&workqueue_lock);
3256
3257         wq->saved_max_active = max_active;
3258
3259         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3260                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3261
3262                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3263
3264                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3265                     !(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING))
3266                         get_cwq(gcwq->cpu, wq)->max_active = max_active;
3267
3268                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3269         }
3270
3271         spin_unlock(&workqueue_lock);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3274
3275 /**
3276  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3277  * @cpu: CPU in question
3278  * @wq: target workqueue
3279  *
3280  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3281  * no synchronization around this function and the test result is
3282  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3283  *
3284  * RETURNS:
3285  * %true if congested, %false otherwise.
3286  */
3287 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3288 {
3289         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3290
3291         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
3292 }
3293 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3294
3295 /**
3296  * work_cpu - return the last known associated cpu for @work
3297  * @work: the work of interest
3298  *
3299  * RETURNS:
3300  * CPU number if @work was ever queued.  WORK_CPU_NONE otherwise.
3301  */
3302 unsigned int work_cpu(struct work_struct *work)
3303 {
3304         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3305
3306         return gcwq ? gcwq->cpu : WORK_CPU_NONE;
3307 }
3308 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_cpu);
3309
3310 /**
3311  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3312  * @work: the work to be tested
3313  *
3314  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3315  * synchronization around this function and the test result is
3316  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3317  * Especially for reentrant wqs, the pending state might hide the
3318  * running state.
3319  *
3320  * RETURNS:
3321  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3322  */
3323 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3324 {
3325         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3326         unsigned long flags;
3327         unsigned int ret = 0;
3328
3329         if (!gcwq)
3330                 return false;
3331
3332         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
3333
3334         if (work_pending(work))
3335                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3336         if (find_worker_executing_work(gcwq, work))
3337                 ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3338
3339         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
3340
3341         return ret;
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3344
3345 /*
3346  * CPU hotplug.
3347  *
3348  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3349  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
3350  * gcwq which make migrating pending and scheduled works very
3351  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3352  * gcwqs serve mix of short, long and very long running works making
3353  * blocked draining impractical.
3354  *
3355  * This is solved by allowing a gcwq to be disassociated from the CPU
3356  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3357  * cpu comes back online.
3358  */
3359
3360 /* claim manager positions of all pools */
3361 static void gcwq_claim_management(struct global_cwq *gcwq)
3362 {
3363         struct worker_pool *pool;
3364
3365         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3366                 mutex_lock_nested(&pool->manager_mutex, pool - gcwq->pools);
3367 }
3368
3369 /* release manager positions */
3370 static void gcwq_release_management(struct global_cwq *gcwq)
3371 {
3372         struct worker_pool *pool;
3373
3374         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3375                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3376 }
3377
3378 static void gcwq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3379 {
3380         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(smp_processor_id());
3381         struct worker_pool *pool;
3382         struct worker *worker;
3383         struct hlist_node *pos;
3384         int i;
3385
3386         BUG_ON(gcwq->cpu != smp_processor_id());
3387
3388         gcwq_claim_management(gcwq);
3389         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3390
3391         /*
3392          * We've claimed all manager positions.  Make all workers unbound
3393          * and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers except for the
3394          * ones which are still executing works from before the last CPU
3395          * down must be on the cpu.  After this, they may become diasporas.
3396          */
3397         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3398                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3399                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3400
3401         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)
3402                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3403
3404         gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3405
3406         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3407         gcwq_release_management(gcwq);
3408
3409         /*
3410          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3411          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3412          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3413          */
3414         schedule();
3415
3416         /*
3417          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3418          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3419          * are always true as long as the worklist is not empty.  @gcwq now
3420          * behaves as unbound (in terms of concurrency management) gcwq
3421          * which is served by workers tied to the CPU.
3422          *
3423          * On return from this function, the current worker would trigger
3424          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3425          * didn't already.
3426          */
3427         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3428                 atomic_set(get_pool_nr_running(pool), 0);
3429 }
3430
3431 static int __devinit workqueue_cpu_callback(struct notifier_block *nfb,
3432                                                 unsigned long action,
3433                                                 void *hcpu)
3434 {
3435         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3436         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3437         struct worker_pool *pool;
3438         struct work_struct unbind_work;
3439         unsigned long flags;
3440
3441         action &= ~CPU_TASKS_FROZEN;
3442
3443         switch (action) {
3444         case CPU_DOWN_PREPARE:
3445                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3446                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, gcwq_unbind_fn);
3447                 schedule_work_on(cpu, &unbind_work);
3448                 flush_work(&unbind_work);
3449                 break;
3450
3451         case CPU_UP_PREPARE:
3452                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3453                         struct worker *worker;
3454
3455                         if (pool->nr_workers)
3456                                 continue;
3457
3458                         worker = create_worker(pool);
3459                         if (!worker)
3460                                 return NOTIFY_BAD;
3461
3462                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3463                         start_worker(worker);
3464                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3465                 }
3466         }
3467
3468         /* some are called w/ irq disabled, don't disturb irq status */
3469         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
3470
3471         switch (action) {
3472         case CPU_DOWN_FAILED:
3473         case CPU_ONLINE:
3474                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3475                 gcwq_claim_management(gcwq);
3476                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3477
3478                 gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3479
3480                 rebind_workers(gcwq);
3481
3482                 gcwq_release_management(gcwq);
3483                 break;
3484         }
3485
3486         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
3487
3488         return notifier_from_errno(0);
3489 }
3490
3491 /*
3492  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3493  * This will be registered high priority CPU notifier.
3494  */
3495 static int __devinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3496                                                unsigned long action,
3497                                                void *hcpu)
3498 {
3499         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3500         case CPU_UP_PREPARE:
3501         case CPU_DOWN_FAILED:
3502         case CPU_ONLINE:
3503                 return workqueue_cpu_callback(nfb, action, hcpu);
3504         }
3505         return NOTIFY_OK;
3506 }
3507
3508 /*
3509  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3510  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3511  */
3512 static int __devinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3513                                                  unsigned long action,
3514                                                  void *hcpu)
3515 {
3516         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3517         case CPU_DOWN_PREPARE:
3518                 return workqueue_cpu_callback(nfb, action, hcpu);
3519         }
3520         return NOTIFY_OK;
3521 }
3522
3523 #ifdef CONFIG_SMP
3524
3525 struct work_for_cpu {
3526         struct completion completion;
3527         long (*fn)(void *);
3528         void *arg;
3529         long ret;
3530 };
3531
3532 static int do_work_for_cpu(void *_wfc)
3533 {
3534         struct work_for_cpu *wfc = _wfc;
3535         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3536         complete(&wfc->completion);
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 /**
3541  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3542  * @cpu: the cpu to run on
3543  * @fn: the function to run
3544  * @arg: the function arg
3545  *
3546  * This will return the value @fn returns.
3547  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3548  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3549  */
3550 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3551 {
3552         struct task_struct *sub_thread;
3553         struct work_for_cpu wfc = {
3554                 .completion = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(wfc.completion),
3555                 .fn = fn,
3556                 .arg = arg,
3557         };
3558
3559         sub_thread = kthread_create(do_work_for_cpu, &wfc, "work_for_cpu");
3560         if (IS_ERR(sub_thread))
3561                 return PTR_ERR(sub_thread);
3562         kthread_bind(sub_thread, cpu);
3563         wake_up_process(sub_thread);
3564         wait_for_completion(&wfc.completion);
3565         return wfc.ret;
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3568 #endif /* CONFIG_SMP */
3569
3570 #ifdef CONFIG_FREEZER
3571
3572 /**
3573  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3574  *
3575  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3576  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3577  * gcwq->worklist.
3578  *
3579  * CONTEXT:
3580  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3581  */
3582 void freeze_workqueues_begin(void)
3583 {
3584         unsigned int cpu;
3585
3586         spin_lock(&workqueue_lock);
3587
3588         BUG_ON(workqueue_freezing);
3589         workqueue_freezing = true;
3590
3591         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3592                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3593                 struct workqueue_struct *wq;
3594
3595                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3596
3597                 BUG_ON(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING);
3598                 gcwq->flags |= GCWQ_FREEZING;
3599
3600                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3601                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3602
3603                         if (cwq && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3604                                 cwq->max_active = 0;
3605                 }
3606
3607                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3608         }
3609
3610         spin_unlock(&workqueue_lock);
3611 }
3612
3613 /**
3614  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3615  *
3616  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3617  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3618  *
3619  * CONTEXT:
3620  * Grabs and releases workqueue_lock.
3621  *
3622  * RETURNS:
3623  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3624  * is complete.
3625  */
3626 bool freeze_workqueues_busy(void)
3627 {
3628         unsigned int cpu;
3629         bool busy = false;
3630
3631         spin_lock(&workqueue_lock);
3632
3633         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3634
3635         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3636                 struct workqueue_struct *wq;
3637                 /*
3638                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3639                  * to peek without lock.
3640                  */
3641                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3642                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3643
3644                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3645                                 continue;
3646
3647                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3648                         if (cwq->nr_active) {
3649                                 busy = true;
3650                                 goto out_unlock;
3651                         }
3652                 }
3653         }
3654 out_unlock:
3655         spin_unlock(&workqueue_lock);
3656         return busy;
3657 }
3658
3659 /**
3660  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3661  *
3662  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3663  * frozen works are transferred to their respective gcwq worklists.
3664  *
3665  * CONTEXT:
3666  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3667  */
3668 void thaw_workqueues(void)
3669 {
3670         unsigned int cpu;
3671
3672         spin_lock(&workqueue_lock);
3673
3674         if (!workqueue_freezing)
3675                 goto out_unlock;
3676
3677         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3678                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3679                 struct worker_pool *pool;
3680                 struct workqueue_struct *wq;
3681
3682                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3683
3684                 BUG_ON(!(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING));
3685                 gcwq->flags &= ~GCWQ_FREEZING;
3686
3687                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3688                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3689
3690                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3691                                 continue;
3692
3693                         /* restore max_active and repopulate worklist */
3694                         cwq->max_active = wq->saved_max_active;
3695
3696                         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3697                                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3698                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3699                 }
3700
3701                 for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3702                         wake_up_worker(pool);
3703
3704                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3705         }
3706
3707         workqueue_freezing = false;
3708 out_unlock:
3709         spin_unlock(&workqueue_lock);
3710 }
3711 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3712
3713 static int __init init_workqueues(void)
3714 {
3715         unsigned int cpu;
3716         int i;
3717
3718         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3719         cpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3720
3721         /* initialize gcwqs */
3722         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3723                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3724                 struct worker_pool *pool;
3725
3726                 spin_lock_init(&gcwq->lock);
3727                 gcwq->cpu = cpu;
3728                 gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3729
3730                 for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)
3731                         INIT_HLIST_HEAD(&gcwq->busy_hash[i]);
3732
3733                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3734                         pool->gcwq = gcwq;
3735                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3736                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3737
3738                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3739                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3740                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3741
3742                         setup_timer(&pool->mayday_timer, gcwq_mayday_timeout,
3743                                     (unsigned long)pool);
3744
3745                         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3746                         ida_init(&pool->worker_ida);
3747                 }
3748
3749                 init_waitqueue_head(&gcwq->rebind_hold);
3750         }
3751
3752         /* create the initial worker */
3753         for_each_online_gcwq_cpu(cpu) {
3754                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3755                 struct worker_pool *pool;
3756
3757                 if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3758                         gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3759
3760                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3761                         struct worker *worker;
3762
3763                         worker = create_worker(pool);
3764                         BUG_ON(!worker);
3765                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3766                         start_worker(worker);
3767                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3768                 }
3769         }
3770
3771         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3772         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3773         system_nrt_wq = alloc_workqueue("events_nrt", WQ_NON_REENTRANT, 0);
3774         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3775                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3776         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3777                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3778         system_nrt_freezable_wq = alloc_workqueue("events_nrt_freezable",
3779                         WQ_NON_REENTRANT | WQ_FREEZABLE, 0);
3780         BUG_ON(!system_wq || !system_long_wq || !system_nrt_wq ||
3781                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
3782                 !system_nrt_freezable_wq);
3783         return 0;
3784 }
3785 early_initcall(init_workqueues);