Merge tag 'media/v4.11-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mchehab...
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There are two worker pools for each CPU (one for
20  * normal work items and the other for high priority ones) and some extra
21  * pools for workqueues which are not bound to any specific CPU - the
22  * number of these backing pools is dynamic.
23  *
24  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
25  */
26
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/kernel.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/completion.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/slab.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/kthread.h>
38 #include <linux/hardirq.h>
39 #include <linux/mempolicy.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/debug_locks.h>
43 #include <linux/lockdep.h>
44 #include <linux/idr.h>
45 #include <linux/jhash.h>
46 #include <linux/hashtable.h>
47 #include <linux/rculist.h>
48 #include <linux/nodemask.h>
49 #include <linux/moduleparam.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51
52 #include "workqueue_internal.h"
53
54 enum {
55         /*
56          * worker_pool flags
57          *
58          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
59          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
60          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
61          * is in effect.
62          *
63          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
64          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
65          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
66          *
67          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
68          * attach_mutex to avoid changing binding state while
69          * worker_attach_to_pool() is in progress.
70          */
71         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
72
73         /* worker flags */
74         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
75         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
76         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
77         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
78         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
79         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
80
81         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
82                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
83
84         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
85
86         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
87         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
88
89         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
90         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
91
92         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
93                                                 /* call for help after 10ms
94                                                    (min two ticks) */
95         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
96         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
97
98         /*
99          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
100          * all cpus.  Give MIN_NICE.
101          */
102         RESCUER_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
103         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = MIN_NICE,
104
105         WQ_NAME_LEN             = 24,
106 };
107
108 /*
109  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
110  *
111  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
112  *    everyone else.
113  *
114  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
115  *    only be modified and accessed from the local cpu.
116  *
117  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
118  *
119  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
120  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
121  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
122  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
123  *
124  * A: pool->attach_mutex protected.
125  *
126  * PL: wq_pool_mutex protected.
127  *
128  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
129  *
130  * PW: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either for reads.
131  *
132  * PWR: wq_pool_mutex and wq->mutex protected for writes.  Either or
133  *      sched-RCU for reads.
134  *
135  * WQ: wq->mutex protected.
136  *
137  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
138  *
139  * MD: wq_mayday_lock protected.
140  */
141
142 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
143
144 struct worker_pool {
145         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
146         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
147         int                     node;           /* I: the associated node ID */
148         int                     id;             /* I: pool ID */
149         unsigned int            flags;          /* X: flags */
150
151         unsigned long           watchdog_ts;    /* L: watchdog timestamp */
152
153         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
154         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
155
156         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
157         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
158
159         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
160         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
161         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
162
163         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
164         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
165                                                 /* L: hash of busy workers */
166
167         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
168         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
169         struct worker           *manager;       /* L: purely informational */
170         struct mutex            attach_mutex;   /* attach/detach exclusion */
171         struct list_head        workers;        /* A: attached workers */
172         struct completion       *detach_completion; /* all workers detached */
173
174         struct ida              worker_ida;     /* worker IDs for task name */
175
176         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
177         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
178         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
179
180         /*
181          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
182          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
183          * cacheline.
184          */
185         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
186
187         /*
188          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
189          * from get_work_pool().
190          */
191         struct rcu_head         rcu;
192 } ____cacheline_aligned_in_smp;
193
194 /*
195  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
196  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
197  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
198  * number of flag bits.
199  */
200 struct pool_workqueue {
201         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
202         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
203         int                     work_color;     /* L: current color */
204         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
205         int                     refcnt;         /* L: reference count */
206         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
207                                                 /* L: nr of in_flight works */
208         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
209         int                     max_active;     /* L: max active works */
210         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
211         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
212         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
213
214         /*
215          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
216          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
217          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
218          * determined without grabbing wq->mutex.
219          */
220         struct work_struct      unbound_release_work;
221         struct rcu_head         rcu;
222 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
223
224 /*
225  * Structure used to wait for workqueue flush.
226  */
227 struct wq_flusher {
228         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
229         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
230         struct completion       done;           /* flush completion */
231 };
232
233 struct wq_device;
234
235 /*
236  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
237  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
238  */
239 struct workqueue_struct {
240         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
241         struct list_head        list;           /* PR: list of all workqueues */
242
243         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
244         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
245         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
246         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
247         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
248         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
249         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
250
251         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
252         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
253
254         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
255         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
256
257         struct workqueue_attrs  *unbound_attrs; /* PW: only for unbound wqs */
258         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;       /* PW: only for unbound wqs */
259
260 #ifdef CONFIG_SYSFS
261         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
262 #endif
263 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
264         struct lockdep_map      lockdep_map;
265 #endif
266         char                    name[WQ_NAME_LEN]; /* I: workqueue name */
267
268         /*
269          * Destruction of workqueue_struct is sched-RCU protected to allow
270          * walking the workqueues list without grabbing wq_pool_mutex.
271          * This is used to dump all workqueues from sysrq.
272          */
273         struct rcu_head         rcu;
274
275         /* hot fields used during command issue, aligned to cacheline */
276         unsigned int            flags ____cacheline_aligned; /* WQ: WQ_* flags */
277         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwqs */
278         struct pool_workqueue __rcu *numa_pwq_tbl[]; /* PWR: unbound pwqs indexed by node */
279 };
280
281 static struct kmem_cache *pwq_cache;
282
283 static cpumask_var_t *wq_numa_possible_cpumask;
284                                         /* possible CPUs of each node */
285
286 static bool wq_disable_numa;
287 module_param_named(disable_numa, wq_disable_numa, bool, 0444);
288
289 /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
290 static bool wq_power_efficient = IS_ENABLED(CONFIG_WQ_POWER_EFFICIENT_DEFAULT);
291 module_param_named(power_efficient, wq_power_efficient, bool, 0444);
292
293 static bool wq_online;                  /* can kworkers be created yet? */
294
295 static bool wq_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
296
297 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
298 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
299
300 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
301 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
302
303 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PR: list of all workqueues */
304 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
305
306 /* PL: allowable cpus for unbound wqs and work items */
307 static cpumask_var_t wq_unbound_cpumask;
308
309 /* CPU where unbound work was last round robin scheduled from this CPU */
310 static DEFINE_PER_CPU(int, wq_rr_cpu_last);
311
312 /*
313  * Local execution of unbound work items is no longer guaranteed.  The
314  * following always forces round-robin CPU selection on unbound work items
315  * to uncover usages which depend on it.
316  */
317 #ifdef CONFIG_DEBUG_WQ_FORCE_RR_CPU
318 static bool wq_debug_force_rr_cpu = true;
319 #else
320 static bool wq_debug_force_rr_cpu = false;
321 #endif
322 module_param_named(debug_force_rr_cpu, wq_debug_force_rr_cpu, bool, 0644);
323
324 /* the per-cpu worker pools */
325 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS], cpu_worker_pools);
326
327 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
328
329 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
330 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
331
332 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
333 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
334
335 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
336 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
337
338 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
339 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
340 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
341 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
342 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
343 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
344 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
345 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
346 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
348 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
350 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
352
353 static int worker_thread(void *__worker);
354 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq);
355
356 #define CREATE_TRACE_POINTS
357 #include <trace/events/workqueue.h>
358
359 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
360         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
361                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
362                          "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
363
364 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
365         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
366                          !lockdep_is_held(&wq->mutex),                  \
367                          "sched RCU or wq->mutex should be held")
368
369 #define assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq)                        \
370         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
371                          !lockdep_is_held(&wq->mutex) &&                \
372                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
373                          "sched RCU, wq->mutex or wq_pool_mutex should be held")
374
375 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
376         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
377              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
378              (pool)++)
379
380 /**
381  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
382  * @pool: iteration cursor
383  * @pi: integer used for iteration
384  *
385  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
386  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
387  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
388  *
389  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
390  * ignored.
391  */
392 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
393         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
394                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
395                 else
396
397 /**
398  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
399  * @worker: iteration cursor
400  * @pool: worker_pool to iterate workers of
401  *
402  * This must be called with @pool->attach_mutex.
403  *
404  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
405  * ignored.
406  */
407 #define for_each_pool_worker(worker, pool)                              \
408         list_for_each_entry((worker), &(pool)->workers, node)           \
409                 if (({ lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex); false; })) { } \
410                 else
411
412 /**
413  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
414  * @pwq: iteration cursor
415  * @wq: the target workqueue
416  *
417  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
418  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
419  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
420  *
421  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
422  * ignored.
423  */
424 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
425         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
426                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
427                 else
428
429 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
430
431 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
432
433 static void *work_debug_hint(void *addr)
434 {
435         return ((struct work_struct *) addr)->func;
436 }
437
438 static bool work_is_static_object(void *addr)
439 {
440         struct work_struct *work = addr;
441
442         return test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work));
443 }
444
445 /*
446  * fixup_init is called when:
447  * - an active object is initialized
448  */
449 static bool work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
450 {
451         struct work_struct *work = addr;
452
453         switch (state) {
454         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
455                 cancel_work_sync(work);
456                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
457                 return true;
458         default:
459                 return false;
460         }
461 }
462
463 /*
464  * fixup_free is called when:
465  * - an active object is freed
466  */
467 static bool work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
468 {
469         struct work_struct *work = addr;
470
471         switch (state) {
472         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
473                 cancel_work_sync(work);
474                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
475                 return true;
476         default:
477                 return false;
478         }
479 }
480
481 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
482         .name           = "work_struct",
483         .debug_hint     = work_debug_hint,
484         .is_static_object = work_is_static_object,
485         .fixup_init     = work_fixup_init,
486         .fixup_free     = work_fixup_free,
487 };
488
489 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
490 {
491         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
492 }
493
494 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
495 {
496         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
497 }
498
499 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
500 {
501         if (onstack)
502                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
503         else
504                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
507
508 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
509 {
510         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
513
514 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
515 {
516         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
517         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_work_on_stack);
520
521 #else
522 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
523 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
524 #endif
525
526 /**
527  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
528  * @pool: the pool pointer of interest
529  *
530  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
531  * successfully, -errno on failure.
532  */
533 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
534 {
535         int ret;
536
537         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
538
539         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
540                         GFP_KERNEL);
541         if (ret >= 0) {
542                 pool->id = ret;
543                 return 0;
544         }
545         return ret;
546 }
547
548 /**
549  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
550  * @wq: the target workqueue
551  * @node: the node ID
552  *
553  * This must be called with any of wq_pool_mutex, wq->mutex or sched RCU
554  * read locked.
555  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
556  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
557  *
558  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
559  */
560 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
561                                                   int node)
562 {
563         assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq);
564
565         /*
566          * XXX: @node can be NUMA_NO_NODE if CPU goes offline while a
567          * delayed item is pending.  The plan is to keep CPU -> NODE
568          * mapping valid and stable across CPU on/offlines.  Once that
569          * happens, this workaround can be removed.
570          */
571         if (unlikely(node == NUMA_NO_NODE))
572                 return wq->dfl_pwq;
573
574         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
575 }
576
577 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
578 {
579         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
580 }
581
582 static int get_work_color(struct work_struct *work)
583 {
584         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
585                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
586 }
587
588 static int work_next_color(int color)
589 {
590         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
591 }
592
593 /*
594  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
595  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
596  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
597  *
598  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
599  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
600  * work->data.  These functions should only be called while the work is
601  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
602  *
603  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
604  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
605  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
606  * available only while the work item is queued.
607  *
608  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
609  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
610  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
611  * try to steal the PENDING bit.
612  */
613 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
614                                  unsigned long flags)
615 {
616         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
617         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
618 }
619
620 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
621                          unsigned long extra_flags)
622 {
623         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
624                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
625 }
626
627 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
628                                            int pool_id)
629 {
630         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
631                       WORK_STRUCT_PENDING);
632 }
633
634 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
635                                             int pool_id)
636 {
637         /*
638          * The following wmb is paired with the implied mb in
639          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
640          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
641          * owner.
642          */
643         smp_wmb();
644         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
645         /*
646          * The following mb guarantees that previous clear of a PENDING bit
647          * will not be reordered with any speculative LOADS or STORES from
648          * work->current_func, which is executed afterwards.  This possible
649          * reordering can lead to a missed execution on attempt to qeueue
650          * the same @work.  E.g. consider this case:
651          *
652          *   CPU#0                         CPU#1
653          *   ----------------------------  --------------------------------
654          *
655          * 1  STORE event_indicated
656          * 2  queue_work_on() {
657          * 3    test_and_set_bit(PENDING)
658          * 4 }                             set_..._and_clear_pending() {
659          * 5                                 set_work_data() # clear bit
660          * 6                                 smp_mb()
661          * 7                               work->current_func() {
662          * 8                                  LOAD event_indicated
663          *                                 }
664          *
665          * Without an explicit full barrier speculative LOAD on line 8 can
666          * be executed before CPU#0 does STORE on line 1.  If that happens,
667          * CPU#0 observes the PENDING bit is still set and new execution of
668          * a @work is not queued in a hope, that CPU#1 will eventually
669          * finish the queued @work.  Meanwhile CPU#1 does not see
670          * event_indicated is set, because speculative LOAD was executed
671          * before actual STORE.
672          */
673         smp_mb();
674 }
675
676 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
677 {
678         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
679         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
680 }
681
682 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
683 {
684         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
685
686         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
687                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
688         else
689                 return NULL;
690 }
691
692 /**
693  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
694  * @work: the work item of interest
695  *
696  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
697  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
698  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
699  *
700  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
701  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
702  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
703  * returned pool is and stays online.
704  *
705  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
706  */
707 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
708 {
709         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
710         int pool_id;
711
712         assert_rcu_or_pool_mutex();
713
714         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
715                 return ((struct pool_workqueue *)
716                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
717
718         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
719         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
720                 return NULL;
721
722         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
723 }
724
725 /**
726  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
727  * @work: the work item of interest
728  *
729  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
730  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
731  */
732 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
733 {
734         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
735
736         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
737                 return ((struct pool_workqueue *)
738                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
739
740         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
741 }
742
743 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
744 {
745         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
746
747         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
748         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
749 }
750
751 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
752 {
753         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
754
755         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
756 }
757
758 /*
759  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
760  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
761  * they're being called with pool->lock held.
762  */
763
764 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
765 {
766         return !atomic_read(&pool->nr_running);
767 }
768
769 /*
770  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
771  * running workers.
772  *
773  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
774  * function will always return %true for unbound pools as long as the
775  * worklist isn't empty.
776  */
777 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
778 {
779         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
780 }
781
782 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
783 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
784 {
785         return pool->nr_idle;
786 }
787
788 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
789 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
790 {
791         return !list_empty(&pool->worklist) &&
792                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
793 }
794
795 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
796 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
797 {
798         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
799 }
800
801 /* Do we have too many workers and should some go away? */
802 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
803 {
804         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
805         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
806         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
807
808         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
809 }
810
811 /*
812  * Wake up functions.
813  */
814
815 /* Return the first idle worker.  Safe with preemption disabled */
816 static struct worker *first_idle_worker(struct worker_pool *pool)
817 {
818         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
819                 return NULL;
820
821         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
822 }
823
824 /**
825  * wake_up_worker - wake up an idle worker
826  * @pool: worker pool to wake worker from
827  *
828  * Wake up the first idle worker of @pool.
829  *
830  * CONTEXT:
831  * spin_lock_irq(pool->lock).
832  */
833 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
834 {
835         struct worker *worker = first_idle_worker(pool);
836
837         if (likely(worker))
838                 wake_up_process(worker->task);
839 }
840
841 /**
842  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
843  * @task: task waking up
844  * @cpu: CPU @task is waking up to
845  *
846  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
847  * being awoken.
848  *
849  * CONTEXT:
850  * spin_lock_irq(rq->lock)
851  */
852 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
853 {
854         struct worker *worker = kthread_data(task);
855
856         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
857                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
858                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
859         }
860 }
861
862 /**
863  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
864  * @task: task going to sleep
865  *
866  * This function is called during schedule() when a busy worker is
867  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
868  * returning pointer to its task.
869  *
870  * CONTEXT:
871  * spin_lock_irq(rq->lock)
872  *
873  * Return:
874  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
875  */
876 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task)
877 {
878         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
879         struct worker_pool *pool;
880
881         /*
882          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
883          * workers, also reach here, let's not access anything before
884          * checking NOT_RUNNING.
885          */
886         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
887                 return NULL;
888
889         pool = worker->pool;
890
891         /* this can only happen on the local cpu */
892         if (WARN_ON_ONCE(pool->cpu != raw_smp_processor_id()))
893                 return NULL;
894
895         /*
896          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
897          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
898          * Please read comment there.
899          *
900          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
901          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
902          * disabled, which in turn means that none else could be
903          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
904          * lock is safe.
905          */
906         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
907             !list_empty(&pool->worklist))
908                 to_wakeup = first_idle_worker(pool);
909         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
910 }
911
912 /**
913  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
914  * @worker: self
915  * @flags: flags to set
916  *
917  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
918  *
919  * CONTEXT:
920  * spin_lock_irq(pool->lock)
921  */
922 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
923 {
924         struct worker_pool *pool = worker->pool;
925
926         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
927
928         /* If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running. */
929         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
930             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
931                 atomic_dec(&pool->nr_running);
932         }
933
934         worker->flags |= flags;
935 }
936
937 /**
938  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
939  * @worker: self
940  * @flags: flags to clear
941  *
942  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
943  *
944  * CONTEXT:
945  * spin_lock_irq(pool->lock)
946  */
947 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
948 {
949         struct worker_pool *pool = worker->pool;
950         unsigned int oflags = worker->flags;
951
952         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
953
954         worker->flags &= ~flags;
955
956         /*
957          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
958          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
959          * of multiple flags, not a single flag.
960          */
961         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
962                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
963                         atomic_inc(&pool->nr_running);
964 }
965
966 /**
967  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
968  * @pool: pool of interest
969  * @work: work to find worker for
970  *
971  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
972  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
973  * to match, its current execution should match the address of @work and
974  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
975  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
976  * being executed.
977  *
978  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
979  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
980  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
981  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
982  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
983  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
984  *
985  * This function checks the work item address and work function to avoid
986  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
987  * work function which can introduce dependency onto itself through a
988  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
989  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
990  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
991  *
992  * CONTEXT:
993  * spin_lock_irq(pool->lock).
994  *
995  * Return:
996  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
997  * otherwise.
998  */
999 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
1000                                                  struct work_struct *work)
1001 {
1002         struct worker *worker;
1003
1004         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
1005                                (unsigned long)work)
1006                 if (worker->current_work == work &&
1007                     worker->current_func == work->func)
1008                         return worker;
1009
1010         return NULL;
1011 }
1012
1013 /**
1014  * move_linked_works - move linked works to a list
1015  * @work: start of series of works to be scheduled
1016  * @head: target list to append @work to
1017  * @nextp: out parameter for nested worklist walking
1018  *
1019  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1020  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1021  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1022  *
1023  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1024  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1025  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1026  *
1027  * CONTEXT:
1028  * spin_lock_irq(pool->lock).
1029  */
1030 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1031                               struct work_struct **nextp)
1032 {
1033         struct work_struct *n;
1034
1035         /*
1036          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1037          * use NULL for list head.
1038          */
1039         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1040                 list_move_tail(&work->entry, head);
1041                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1042                         break;
1043         }
1044
1045         /*
1046          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1047          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1048          * needs to be updated.
1049          */
1050         if (nextp)
1051                 *nextp = n;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1056  * @pwq: pool_workqueue to get
1057  *
1058  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1059  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1060  */
1061 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1062 {
1063         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1064         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1065         pwq->refcnt++;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1070  * @pwq: pool_workqueue to put
1071  *
1072  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1073  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1074  */
1075 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1076 {
1077         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1078         if (likely(--pwq->refcnt))
1079                 return;
1080         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1081                 return;
1082         /*
1083          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1084          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1085          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1086          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1087          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1088          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1089          */
1090         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1091 }
1092
1093 /**
1094  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1095  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1096  *
1097  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1098  */
1099 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1100 {
1101         if (pwq) {
1102                 /*
1103                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1104                  * following lock operations are safe.
1105                  */
1106                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1107                 put_pwq(pwq);
1108                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1109         }
1110 }
1111
1112 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1113 {
1114         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1115
1116         trace_workqueue_activate_work(work);
1117         if (list_empty(&pwq->pool->worklist))
1118                 pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1119         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1120         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1121         pwq->nr_active++;
1122 }
1123
1124 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1125 {
1126         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1127                                                     struct work_struct, entry);
1128
1129         pwq_activate_delayed_work(work);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1134  * @pwq: pwq of interest
1135  * @color: color of work which left the queue
1136  *
1137  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1138  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1139  *
1140  * CONTEXT:
1141  * spin_lock_irq(pool->lock).
1142  */
1143 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1144 {
1145         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1146         if (color == WORK_NO_COLOR)
1147                 goto out_put;
1148
1149         pwq->nr_in_flight[color]--;
1150
1151         pwq->nr_active--;
1152         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1153                 /* one down, submit a delayed one */
1154                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1155                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1156         }
1157
1158         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1159         if (likely(pwq->flush_color != color))
1160                 goto out_put;
1161
1162         /* are there still in-flight works? */
1163         if (pwq->nr_in_flight[color])
1164                 goto out_put;
1165
1166         /* this pwq is done, clear flush_color */
1167         pwq->flush_color = -1;
1168
1169         /*
1170          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1171          * will handle the rest.
1172          */
1173         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1174                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1175 out_put:
1176         put_pwq(pwq);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1181  * @work: work item to steal
1182  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1183  * @flags: place to store irq state
1184  *
1185  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1186  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1187  *
1188  * Return:
1189  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1190  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1191  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1192  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1193  *              for arbitrarily long
1194  *
1195  * Note:
1196  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1197  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1198  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1199  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1200  *
1201  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1202  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1203  *
1204  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1205  */
1206 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1207                                unsigned long *flags)
1208 {
1209         struct worker_pool *pool;
1210         struct pool_workqueue *pwq;
1211
1212         local_irq_save(*flags);
1213
1214         /* try to steal the timer if it exists */
1215         if (is_dwork) {
1216                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1217
1218                 /*
1219                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1220                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1221                  * running on the local CPU.
1222                  */
1223                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1224                         return 1;
1225         }
1226
1227         /* try to claim PENDING the normal way */
1228         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1229                 return 0;
1230
1231         /*
1232          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1233          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1234          */
1235         pool = get_work_pool(work);
1236         if (!pool)
1237                 goto fail;
1238
1239         spin_lock(&pool->lock);
1240         /*
1241          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1242          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1243          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1244          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1245          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1246          * item is currently queued on that pool.
1247          */
1248         pwq = get_work_pwq(work);
1249         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1250                 debug_work_deactivate(work);
1251
1252                 /*
1253                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1254                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1255                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1256                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1257                  * item is activated before grabbing.
1258                  */
1259                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1260                         pwq_activate_delayed_work(work);
1261
1262                 list_del_init(&work->entry);
1263                 pwq_dec_nr_in_flight(pwq, get_work_color(work));
1264
1265                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1266                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1267
1268                 spin_unlock(&pool->lock);
1269                 return 1;
1270         }
1271         spin_unlock(&pool->lock);
1272 fail:
1273         local_irq_restore(*flags);
1274         if (work_is_canceling(work))
1275                 return -ENOENT;
1276         cpu_relax();
1277         return -EAGAIN;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * insert_work - insert a work into a pool
1282  * @pwq: pwq @work belongs to
1283  * @work: work to insert
1284  * @head: insertion point
1285  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1286  *
1287  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1288  * work_struct flags.
1289  *
1290  * CONTEXT:
1291  * spin_lock_irq(pool->lock).
1292  */
1293 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1294                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1295 {
1296         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1297
1298         /* we own @work, set data and link */
1299         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1300         list_add_tail(&work->entry, head);
1301         get_pwq(pwq);
1302
1303         /*
1304          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1305          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1306          * around lazily while there are works to be processed.
1307          */
1308         smp_mb();
1309
1310         if (__need_more_worker(pool))
1311                 wake_up_worker(pool);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1316  * same workqueue.
1317  */
1318 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1319 {
1320         struct worker *worker;
1321
1322         worker = current_wq_worker();
1323         /*
1324          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1325          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1326          */
1327         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * When queueing an unbound work item to a wq, prefer local CPU if allowed
1332  * by wq_unbound_cpumask.  Otherwise, round robin among the allowed ones to
1333  * avoid perturbing sensitive tasks.
1334  */
1335 static int wq_select_unbound_cpu(int cpu)
1336 {
1337         static bool printed_dbg_warning;
1338         int new_cpu;
1339
1340         if (likely(!wq_debug_force_rr_cpu)) {
1341                 if (cpumask_test_cpu(cpu, wq_unbound_cpumask))
1342                         return cpu;
1343         } else if (!printed_dbg_warning) {
1344                 pr_warn("workqueue: round-robin CPU selection forced, expect performance impact\n");
1345                 printed_dbg_warning = true;
1346         }
1347
1348         if (cpumask_empty(wq_unbound_cpumask))
1349                 return cpu;
1350
1351         new_cpu = __this_cpu_read(wq_rr_cpu_last);
1352         new_cpu = cpumask_next_and(new_cpu, wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1353         if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids)) {
1354                 new_cpu = cpumask_first_and(wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1355                 if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids))
1356                         return cpu;
1357         }
1358         __this_cpu_write(wq_rr_cpu_last, new_cpu);
1359
1360         return new_cpu;
1361 }
1362
1363 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1364                          struct work_struct *work)
1365 {
1366         struct pool_workqueue *pwq;
1367         struct worker_pool *last_pool;
1368         struct list_head *worklist;
1369         unsigned int work_flags;
1370         unsigned int req_cpu = cpu;
1371
1372         /*
1373          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1374          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1375          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1376          * happen with IRQ disabled.
1377          */
1378         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1379
1380         debug_work_activate(work);
1381
1382         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1383         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1384             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1385                 return;
1386 retry:
1387         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1388                 cpu = wq_select_unbound_cpu(raw_smp_processor_id());
1389
1390         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1391         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1392                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1393         else
1394                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1395
1396         /*
1397          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1398          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1399          * pool to guarantee non-reentrancy.
1400          */
1401         last_pool = get_work_pool(work);
1402         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1403                 struct worker *worker;
1404
1405                 spin_lock(&last_pool->lock);
1406
1407                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1408
1409                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1410                         pwq = worker->current_pwq;
1411                 } else {
1412                         /* meh... not running there, queue here */
1413                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1414                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1415                 }
1416         } else {
1417                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1418         }
1419
1420         /*
1421          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1422          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1423          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1424          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1425          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1426          * make forward-progress.
1427          */
1428         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1429                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1430                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1431                         cpu_relax();
1432                         goto retry;
1433                 }
1434                 /* oops */
1435                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1436                           wq->name, cpu);
1437         }
1438
1439         /* pwq determined, queue */
1440         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1441
1442         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1443                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1444                 return;
1445         }
1446
1447         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1448         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1449
1450         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1451                 trace_workqueue_activate_work(work);
1452                 pwq->nr_active++;
1453                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1454                 if (list_empty(worklist))
1455                         pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1456         } else {
1457                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1458                 worklist = &pwq->delayed_works;
1459         }
1460
1461         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1462
1463         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1464 }
1465
1466 /**
1467  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1468  * @cpu: CPU number to execute work on
1469  * @wq: workqueue to use
1470  * @work: work to queue
1471  *
1472  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1473  * can't go away.
1474  *
1475  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1476  */
1477 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1478                    struct work_struct *work)
1479 {
1480         bool ret = false;
1481         unsigned long flags;
1482
1483         local_irq_save(flags);
1484
1485         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1486                 __queue_work(cpu, wq, work);
1487                 ret = true;
1488         }
1489
1490         local_irq_restore(flags);
1491         return ret;
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1494
1495 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1496 {
1497         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1498
1499         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1500         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1501 }
1502 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1503
1504 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1505                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1506 {
1507         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1508         struct work_struct *work = &dwork->work;
1509
1510         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1511                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1512         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1513         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1514
1515         /*
1516          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1517          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1518          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1519          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1520          */
1521         if (!delay) {
1522                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1523                 return;
1524         }
1525
1526         dwork->wq = wq;
1527         dwork->cpu = cpu;
1528         timer->expires = jiffies + delay;
1529
1530         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1531                 add_timer_on(timer, cpu);
1532         else
1533                 add_timer(timer);
1534 }
1535
1536 /**
1537  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1538  * @cpu: CPU number to execute work on
1539  * @wq: workqueue to use
1540  * @dwork: work to queue
1541  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1542  *
1543  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1544  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1545  * execution.
1546  */
1547 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1548                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1549 {
1550         struct work_struct *work = &dwork->work;
1551         bool ret = false;
1552         unsigned long flags;
1553
1554         /* read the comment in __queue_work() */
1555         local_irq_save(flags);
1556
1557         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1558                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1559                 ret = true;
1560         }
1561
1562         local_irq_restore(flags);
1563         return ret;
1564 }
1565 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1566
1567 /**
1568  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1569  * @cpu: CPU number to execute work on
1570  * @wq: workqueue to use
1571  * @dwork: work to queue
1572  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1573  *
1574  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1575  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1576  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1577  * current state.
1578  *
1579  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1580  * pending and its timer was modified.
1581  *
1582  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1583  * See try_to_grab_pending() for details.
1584  */
1585 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1586                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1587 {
1588         unsigned long flags;
1589         int ret;
1590
1591         do {
1592                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1593         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1594
1595         if (likely(ret >= 0)) {
1596                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1597                 local_irq_restore(flags);
1598         }
1599
1600         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1601         return ret;
1602 }
1603 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1604
1605 /**
1606  * worker_enter_idle - enter idle state
1607  * @worker: worker which is entering idle state
1608  *
1609  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1610  * necessary.
1611  *
1612  * LOCKING:
1613  * spin_lock_irq(pool->lock).
1614  */
1615 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1616 {
1617         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1618
1619         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1620             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1621                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1622                 return;
1623
1624         /* can't use worker_set_flags(), also called from create_worker() */
1625         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1626         pool->nr_idle++;
1627         worker->last_active = jiffies;
1628
1629         /* idle_list is LIFO */
1630         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1631
1632         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1633                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1634
1635         /*
1636          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1637          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1638          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1639          * unbind is not in progress.
1640          */
1641         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1642                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1643                      atomic_read(&pool->nr_running));
1644 }
1645
1646 /**
1647  * worker_leave_idle - leave idle state
1648  * @worker: worker which is leaving idle state
1649  *
1650  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1651  *
1652  * LOCKING:
1653  * spin_lock_irq(pool->lock).
1654  */
1655 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1656 {
1657         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1658
1659         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1660                 return;
1661         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1662         pool->nr_idle--;
1663         list_del_init(&worker->entry);
1664 }
1665
1666 static struct worker *alloc_worker(int node)
1667 {
1668         struct worker *worker;
1669
1670         worker = kzalloc_node(sizeof(*worker), GFP_KERNEL, node);
1671         if (worker) {
1672                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1673                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1674                 INIT_LIST_HEAD(&worker->node);
1675                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1676                 worker->flags = WORKER_PREP;
1677         }
1678         return worker;
1679 }
1680
1681 /**
1682  * worker_attach_to_pool() - attach a worker to a pool
1683  * @worker: worker to be attached
1684  * @pool: the target pool
1685  *
1686  * Attach @worker to @pool.  Once attached, the %WORKER_UNBOUND flag and
1687  * cpu-binding of @worker are kept coordinated with the pool across
1688  * cpu-[un]hotplugs.
1689  */
1690 static void worker_attach_to_pool(struct worker *worker,
1691                                    struct worker_pool *pool)
1692 {
1693         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1694
1695         /*
1696          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1697          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1698          */
1699         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1700
1701         /*
1702          * The pool->attach_mutex ensures %POOL_DISASSOCIATED remains
1703          * stable across this function.  See the comments above the
1704          * flag definition for details.
1705          */
1706         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1707                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1708
1709         list_add_tail(&worker->node, &pool->workers);
1710
1711         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1712 }
1713
1714 /**
1715  * worker_detach_from_pool() - detach a worker from its pool
1716  * @worker: worker which is attached to its pool
1717  * @pool: the pool @worker is attached to
1718  *
1719  * Undo the attaching which had been done in worker_attach_to_pool().  The
1720  * caller worker shouldn't access to the pool after detached except it has
1721  * other reference to the pool.
1722  */
1723 static void worker_detach_from_pool(struct worker *worker,
1724                                     struct worker_pool *pool)
1725 {
1726         struct completion *detach_completion = NULL;
1727
1728         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1729         list_del(&worker->node);
1730         if (list_empty(&pool->workers))
1731                 detach_completion = pool->detach_completion;
1732         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1733
1734         /* clear leftover flags without pool->lock after it is detached */
1735         worker->flags &= ~(WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND);
1736
1737         if (detach_completion)
1738                 complete(detach_completion);
1739 }
1740
1741 /**
1742  * create_worker - create a new workqueue worker
1743  * @pool: pool the new worker will belong to
1744  *
1745  * Create and start a new worker which is attached to @pool.
1746  *
1747  * CONTEXT:
1748  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1749  *
1750  * Return:
1751  * Pointer to the newly created worker.
1752  */
1753 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1754 {
1755         struct worker *worker = NULL;
1756         int id = -1;
1757         char id_buf[16];
1758
1759         /* ID is needed to determine kthread name */
1760         id = ida_simple_get(&pool->worker_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
1761         if (id < 0)
1762                 goto fail;
1763
1764         worker = alloc_worker(pool->node);
1765         if (!worker)
1766                 goto fail;
1767
1768         worker->pool = pool;
1769         worker->id = id;
1770
1771         if (pool->cpu >= 0)
1772                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1773                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1774         else
1775                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1776
1777         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1778                                               "kworker/%s", id_buf);
1779         if (IS_ERR(worker->task))
1780                 goto fail;
1781
1782         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1783         kthread_bind_mask(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1784
1785         /* successful, attach the worker to the pool */
1786         worker_attach_to_pool(worker, pool);
1787
1788         /* start the newly created worker */
1789         spin_lock_irq(&pool->lock);
1790         worker->pool->nr_workers++;
1791         worker_enter_idle(worker);
1792         wake_up_process(worker->task);
1793         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1794
1795         return worker;
1796
1797 fail:
1798         if (id >= 0)
1799                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, id);
1800         kfree(worker);
1801         return NULL;
1802 }
1803
1804 /**
1805  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1806  * @worker: worker to be destroyed
1807  *
1808  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.  The worker should
1809  * be idle.
1810  *
1811  * CONTEXT:
1812  * spin_lock_irq(pool->lock).
1813  */
1814 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1815 {
1816         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1817
1818         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1819
1820         /* sanity check frenzy */
1821         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1822             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)) ||
1823             WARN_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1824                 return;
1825
1826         pool->nr_workers--;
1827         pool->nr_idle--;
1828
1829         list_del_init(&worker->entry);
1830         worker->flags |= WORKER_DIE;
1831         wake_up_process(worker->task);
1832 }
1833
1834 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1835 {
1836         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1837
1838         spin_lock_irq(&pool->lock);
1839
1840         while (too_many_workers(pool)) {
1841                 struct worker *worker;
1842                 unsigned long expires;
1843
1844                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1845                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1846                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1847
1848                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1849                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1850                         break;
1851                 }
1852
1853                 destroy_worker(worker);
1854         }
1855
1856         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1857 }
1858
1859 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1860 {
1861         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1862         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1863
1864         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1865
1866         if (!wq->rescuer)
1867                 return;
1868
1869         /* mayday mayday mayday */
1870         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1871                 /*
1872                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1873                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1874                  * rescuer is done with it.
1875                  */
1876                 get_pwq(pwq);
1877                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1878                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1879         }
1880 }
1881
1882 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1883 {
1884         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1885         struct work_struct *work;
1886
1887         spin_lock_irq(&pool->lock);
1888         spin_lock(&wq_mayday_lock);             /* for wq->maydays */
1889
1890         if (need_to_create_worker(pool)) {
1891                 /*
1892                  * We've been trying to create a new worker but
1893                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1894                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1895                  * rescuers.
1896                  */
1897                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1898                         send_mayday(work);
1899         }
1900
1901         spin_unlock(&wq_mayday_lock);
1902         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1903
1904         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1905 }
1906
1907 /**
1908  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1909  * @pool: pool to create a new worker for
1910  *
1911  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1912  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1913  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1914  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1915  * possible allocation deadlock.
1916  *
1917  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1918  * may_start_working() %true.
1919  *
1920  * LOCKING:
1921  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1922  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1923  * manager.
1924  */
1925 static void maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1926 __releases(&pool->lock)
1927 __acquires(&pool->lock)
1928 {
1929 restart:
1930         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1931
1932         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1933         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1934
1935         while (true) {
1936                 if (create_worker(pool) || !need_to_create_worker(pool))
1937                         break;
1938
1939                 schedule_timeout_interruptible(CREATE_COOLDOWN);
1940
1941                 if (!need_to_create_worker(pool))
1942                         break;
1943         }
1944
1945         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1946         spin_lock_irq(&pool->lock);
1947         /*
1948          * This is necessary even after a new worker was just successfully
1949          * created as @pool->lock was dropped and the new worker might have
1950          * already become busy.
1951          */
1952         if (need_to_create_worker(pool))
1953                 goto restart;
1954 }
1955
1956 /**
1957  * manage_workers - manage worker pool
1958  * @worker: self
1959  *
1960  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1961  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1962  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1963  *
1964  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1965  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1966  * and may_start_working() is true.
1967  *
1968  * CONTEXT:
1969  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1970  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1971  *
1972  * Return:
1973  * %false if the pool doesn't need management and the caller can safely
1974  * start processing works, %true if management function was performed and
1975  * the conditions that the caller verified before calling the function may
1976  * no longer be true.
1977  */
1978 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1979 {
1980         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1981
1982         /*
1983          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
1984          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
1985          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
1986          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
1987          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
1988          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
1989          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
1990          * actual management, the pool may stall indefinitely.
1991          */
1992         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
1993                 return false;
1994         pool->manager = worker;
1995
1996         maybe_create_worker(pool);
1997
1998         pool->manager = NULL;
1999         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2000         return true;
2001 }
2002
2003 /**
2004  * process_one_work - process single work
2005  * @worker: self
2006  * @work: work to process
2007  *
2008  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2009  * process a single work including synchronization against and
2010  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2011  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2012  * call this function to process a work.
2013  *
2014  * CONTEXT:
2015  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2016  */
2017 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2018 __releases(&pool->lock)
2019 __acquires(&pool->lock)
2020 {
2021         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2022         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2023         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2024         int work_color;
2025         struct worker *collision;
2026 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2027         /*
2028          * It is permissible to free the struct work_struct from
2029          * inside the function that is called from it, this we need to
2030          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2031          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2032          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2033          */
2034         struct lockdep_map lockdep_map;
2035
2036         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2037 #endif
2038         /* ensure we're on the correct CPU */
2039         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2040                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2041
2042         /*
2043          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2044          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2045          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2046          * currently executing one.
2047          */
2048         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2049         if (unlikely(collision)) {
2050                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2051                 return;
2052         }
2053
2054         /* claim and dequeue */
2055         debug_work_deactivate(work);
2056         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2057         worker->current_work = work;
2058         worker->current_func = work->func;
2059         worker->current_pwq = pwq;
2060         work_color = get_work_color(work);
2061
2062         list_del_init(&work->entry);
2063
2064         /*
2065          * CPU intensive works don't participate in concurrency management.
2066          * They're the scheduler's responsibility.  This takes @worker out
2067          * of concurrency management and the next code block will chain
2068          * execution of the pending work items.
2069          */
2070         if (unlikely(cpu_intensive))
2071                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2072
2073         /*
2074          * Wake up another worker if necessary.  The condition is always
2075          * false for normal per-cpu workers since nr_running would always
2076          * be >= 1 at this point.  This is used to chain execution of the
2077          * pending work items for WORKER_NOT_RUNNING workers such as the
2078          * UNBOUND and CPU_INTENSIVE ones.
2079          */
2080         if (need_more_worker(pool))
2081                 wake_up_worker(pool);
2082
2083         /*
2084          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2085          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2086          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2087          * disabled.
2088          */
2089         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2090
2091         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2092
2093         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2094         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2095         trace_workqueue_execute_start(work);
2096         worker->current_func(work);
2097         /*
2098          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2099          * point will only record its address.
2100          */
2101         trace_workqueue_execute_end(work);
2102         lock_map_release(&lockdep_map);
2103         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2104
2105         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2106                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2107                        "     last function: %pf\n",
2108                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2109                        worker->current_func);
2110                 debug_show_held_locks(current);
2111                 dump_stack();
2112         }
2113
2114         /*
2115          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2116          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2117          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2118          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2119          * stop_machine. At the same time, report a quiescent RCU state so
2120          * the same condition doesn't freeze RCU.
2121          */
2122         cond_resched_rcu_qs();
2123
2124         spin_lock_irq(&pool->lock);
2125
2126         /* clear cpu intensive status */
2127         if (unlikely(cpu_intensive))
2128                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2129
2130         /* we're done with it, release */
2131         hash_del(&worker->hentry);
2132         worker->current_work = NULL;
2133         worker->current_func = NULL;
2134         worker->current_pwq = NULL;
2135         worker->desc_valid = false;
2136         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2137 }
2138
2139 /**
2140  * process_scheduled_works - process scheduled works
2141  * @worker: self
2142  *
2143  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2144  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2145  * fetches a work from the top and executes it.
2146  *
2147  * CONTEXT:
2148  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2149  * multiple times.
2150  */
2151 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2152 {
2153         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2154                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2155                                                 struct work_struct, entry);
2156                 process_one_work(worker, work);
2157         }
2158 }
2159
2160 /**
2161  * worker_thread - the worker thread function
2162  * @__worker: self
2163  *
2164  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2165  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2166  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2167  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2168  * will be explained in rescuer_thread().
2169  *
2170  * Return: 0
2171  */
2172 static int worker_thread(void *__worker)
2173 {
2174         struct worker *worker = __worker;
2175         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2176
2177         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2178         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2179 woke_up:
2180         spin_lock_irq(&pool->lock);
2181
2182         /* am I supposed to die? */
2183         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2184                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2185                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2186                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2187
2188                 set_task_comm(worker->task, "kworker/dying");
2189                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, worker->id);
2190                 worker_detach_from_pool(worker, pool);
2191                 kfree(worker);
2192                 return 0;
2193         }
2194
2195         worker_leave_idle(worker);
2196 recheck:
2197         /* no more worker necessary? */
2198         if (!need_more_worker(pool))
2199                 goto sleep;
2200
2201         /* do we need to manage? */
2202         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2203                 goto recheck;
2204
2205         /*
2206          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2207          * preparing to process a work or actually processing it.
2208          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2209          */
2210         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2211
2212         /*
2213          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2214          * worker or that someone else has already assumed the manager
2215          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2216          * management if applicable and concurrency management is restored
2217          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2218          */
2219         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2220
2221         do {
2222                 struct work_struct *work =
2223                         list_first_entry(&pool->worklist,
2224                                          struct work_struct, entry);
2225
2226                 pool->watchdog_ts = jiffies;
2227
2228                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2229                         /* optimization path, not strictly necessary */
2230                         process_one_work(worker, work);
2231                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2232                                 process_scheduled_works(worker);
2233                 } else {
2234                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2235                         process_scheduled_works(worker);
2236                 }
2237         } while (keep_working(pool));
2238
2239         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP);
2240 sleep:
2241         /*
2242          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2243          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2244          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2245          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2246          * event.
2247          */
2248         worker_enter_idle(worker);
2249         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2250         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2251         schedule();
2252         goto woke_up;
2253 }
2254
2255 /**
2256  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2257  * @__rescuer: self
2258  *
2259  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2260  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2261  *
2262  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2263  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2264  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2265  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2266  * the problem rescuer solves.
2267  *
2268  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2269  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2270  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2271  *
2272  * This should happen rarely.
2273  *
2274  * Return: 0
2275  */
2276 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2277 {
2278         struct worker *rescuer = __rescuer;
2279         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2280         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2281         bool should_stop;
2282
2283         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2284
2285         /*
2286          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2287          * doesn't participate in concurrency management.
2288          */
2289         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2290 repeat:
2291         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2292
2293         /*
2294          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2295          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2296          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2297          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2298          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2299          * list is always empty on exit.
2300          */
2301         should_stop = kthread_should_stop();
2302
2303         /* see whether any pwq is asking for help */
2304         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2305
2306         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2307                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2308                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2309                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2310                 struct work_struct *work, *n;
2311                 bool first = true;
2312
2313                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2314                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2315
2316                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2317
2318                 worker_attach_to_pool(rescuer, pool);
2319
2320                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2321                 rescuer->pool = pool;
2322
2323                 /*
2324                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2325                  * process'em.
2326                  */
2327                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(scheduled));
2328                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry) {
2329                         if (get_work_pwq(work) == pwq) {
2330                                 if (first)
2331                                         pool->watchdog_ts = jiffies;
2332                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2333                         }
2334                         first = false;
2335                 }
2336
2337                 if (!list_empty(scheduled)) {
2338                         process_scheduled_works(rescuer);
2339
2340                         /*
2341                          * The above execution of rescued work items could
2342                          * have created more to rescue through
2343                          * pwq_activate_first_delayed() or chained
2344                          * queueing.  Let's put @pwq back on mayday list so
2345                          * that such back-to-back work items, which may be
2346                          * being used to relieve memory pressure, don't
2347                          * incur MAYDAY_INTERVAL delay inbetween.
2348                          */
2349                         if (need_to_create_worker(pool)) {
2350                                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2351                                 get_pwq(pwq);
2352                                 list_move_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
2353                                 spin_unlock(&wq_mayday_lock);
2354                         }
2355                 }
2356
2357                 /*
2358                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2359                  * go away while we're still attached to it.
2360                  */
2361                 put_pwq(pwq);
2362
2363                 /*
2364                  * Leave this pool.  If need_more_worker() is %true, notify a
2365                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2366                  * and stalling the execution.
2367                  */
2368                 if (need_more_worker(pool))
2369                         wake_up_worker(pool);
2370
2371                 rescuer->pool = NULL;
2372                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2373
2374                 worker_detach_from_pool(rescuer, pool);
2375
2376                 spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2377         }
2378
2379         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2380
2381         if (should_stop) {
2382                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2383                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2384                 return 0;
2385         }
2386
2387         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2388         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2389         schedule();
2390         goto repeat;
2391 }
2392
2393 /**
2394  * check_flush_dependency - check for flush dependency sanity
2395  * @target_wq: workqueue being flushed
2396  * @target_work: work item being flushed (NULL for workqueue flushes)
2397  *
2398  * %current is trying to flush the whole @target_wq or @target_work on it.
2399  * If @target_wq doesn't have %WQ_MEM_RECLAIM, verify that %current is not
2400  * reclaiming memory or running on a workqueue which doesn't have
2401  * %WQ_MEM_RECLAIM as that can break forward-progress guarantee leading to
2402  * a deadlock.
2403  */
2404 static void check_flush_dependency(struct workqueue_struct *target_wq,
2405                                    struct work_struct *target_work)
2406 {
2407         work_func_t target_func = target_work ? target_work->func : NULL;
2408         struct worker *worker;
2409
2410         if (target_wq->flags & WQ_MEM_RECLAIM)
2411                 return;
2412
2413         worker = current_wq_worker();
2414
2415         WARN_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC,
2416                   "workqueue: PF_MEMALLOC task %d(%s) is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2417                   current->pid, current->comm, target_wq->name, target_func);
2418         WARN_ONCE(worker && ((worker->current_pwq->wq->flags &
2419                               (WQ_MEM_RECLAIM | __WQ_LEGACY)) == WQ_MEM_RECLAIM),
2420                   "workqueue: WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2421                   worker->current_pwq->wq->name, worker->current_func,
2422                   target_wq->name, target_func);
2423 }
2424
2425 struct wq_barrier {
2426         struct work_struct      work;
2427         struct completion       done;
2428         struct task_struct      *task;  /* purely informational */
2429 };
2430
2431 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2432 {
2433         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2434         complete(&barr->done);
2435 }
2436
2437 /**
2438  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2439  * @pwq: pwq to insert barrier into
2440  * @barr: wq_barrier to insert
2441  * @target: target work to attach @barr to
2442  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2443  *
2444  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2445  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2446  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2447  * cpu.
2448  *
2449  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2450  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2451  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2452  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2453  * after a work with LINKED flag set.
2454  *
2455  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2456  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2457  *
2458  * CONTEXT:
2459  * spin_lock_irq(pool->lock).
2460  */
2461 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2462                               struct wq_barrier *barr,
2463                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2464 {
2465         struct list_head *head;
2466         unsigned int linked = 0;
2467
2468         /*
2469          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2470          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2471          * checks and call back into the fixup functions where we
2472          * might deadlock.
2473          */
2474         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2475         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2476         init_completion(&barr->done);
2477         barr->task = current;
2478
2479         /*
2480          * If @target is currently being executed, schedule the
2481          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2482          */
2483         if (worker)
2484                 head = worker->scheduled.next;
2485         else {
2486                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2487
2488                 head = target->entry.next;
2489                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2490                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2491                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2492         }
2493
2494         debug_work_activate(&barr->work);
2495         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2496                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2497 }
2498
2499 /**
2500  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2501  * @wq: workqueue being flushed
2502  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2503  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2504  *
2505  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2506  *
2507  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2508  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2509  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2510  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2511  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2512  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2513  *
2514  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2515  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2516  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2517  * is returned.
2518  *
2519  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2520  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2521  * advanced to @work_color.
2522  *
2523  * CONTEXT:
2524  * mutex_lock(wq->mutex).
2525  *
2526  * Return:
2527  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2528  * otherwise.
2529  */
2530 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2531                                       int flush_color, int work_color)
2532 {
2533         bool wait = false;
2534         struct pool_workqueue *pwq;
2535
2536         if (flush_color >= 0) {
2537                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2538                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2539         }
2540
2541         for_each_pwq(pwq, wq) {
2542                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2543
2544                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2545
2546                 if (flush_color >= 0) {
2547                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2548
2549                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2550                                 pwq->flush_color = flush_color;
2551                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2552                                 wait = true;
2553                         }
2554                 }
2555
2556                 if (work_color >= 0) {
2557                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2558                         pwq->work_color = work_color;
2559                 }
2560
2561                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2562         }
2563
2564         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2565                 complete(&wq->first_flusher->done);
2566
2567         return wait;
2568 }
2569
2570 /**
2571  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2572  * @wq: workqueue to flush
2573  *
2574  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2575  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2576  */
2577 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2578 {
2579         struct wq_flusher this_flusher = {
2580                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2581                 .flush_color = -1,
2582                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2583         };
2584         int next_color;
2585
2586         if (WARN_ON(!wq_online))
2587                 return;
2588
2589         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2590         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2591
2592         mutex_lock(&wq->mutex);
2593
2594         /*
2595          * Start-to-wait phase
2596          */
2597         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2598
2599         if (next_color != wq->flush_color) {
2600                 /*
2601                  * Color space is not full.  The current work_color
2602                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2603                  * by one.
2604                  */
2605                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2606                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2607                 wq->work_color = next_color;
2608
2609                 if (!wq->first_flusher) {
2610                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2611                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2612
2613                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2614
2615                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2616                                                        wq->work_color)) {
2617                                 /* nothing to flush, done */
2618                                 wq->flush_color = next_color;
2619                                 wq->first_flusher = NULL;
2620                                 goto out_unlock;
2621                         }
2622                 } else {
2623                         /* wait in queue */
2624                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2625                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2626                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2627                 }
2628         } else {
2629                 /*
2630                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2631                  * The next flush completion will assign us
2632                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2633                  */
2634                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2635         }
2636
2637         check_flush_dependency(wq, NULL);
2638
2639         mutex_unlock(&wq->mutex);
2640
2641         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2642
2643         /*
2644          * Wake-up-and-cascade phase
2645          *
2646          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2647          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2648          */
2649         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2650                 return;
2651
2652         mutex_lock(&wq->mutex);
2653
2654         /* we might have raced, check again with mutex held */
2655         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2656                 goto out_unlock;
2657
2658         wq->first_flusher = NULL;
2659
2660         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2661         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2662
2663         while (true) {
2664                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2665
2666                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2667                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2668                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2669                                 break;
2670                         list_del_init(&next->list);
2671                         complete(&next->done);
2672                 }
2673
2674                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2675                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2676
2677                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2678                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2679
2680                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2681                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2682                         /*
2683                          * Assign the same color to all overflowed
2684                          * flushers, advance work_color and append to
2685                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2686                          * phase for these overflowed flushers.
2687                          */
2688                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2689                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2690
2691                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2692
2693                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2694                                               &wq->flusher_queue);
2695                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2696                 }
2697
2698                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2699                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2700                         break;
2701                 }
2702
2703                 /*
2704                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2705                  * the new first flusher and arm pwqs.
2706                  */
2707                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2708                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2709
2710                 list_del_init(&next->list);
2711                 wq->first_flusher = next;
2712
2713                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2714                         break;
2715
2716                 /*
2717                  * Meh... this color is already done, clear first
2718                  * flusher and repeat cascading.
2719                  */
2720                 wq->first_flusher = NULL;
2721         }
2722
2723 out_unlock:
2724         mutex_unlock(&wq->mutex);
2725 }
2726 EXPORT_SYMBOL(flush_workqueue);
2727
2728 /**
2729  * drain_workqueue - drain a workqueue
2730  * @wq: workqueue to drain
2731  *
2732  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2733  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2734  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2735  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is determined
2736  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2737  * takes too long.
2738  */
2739 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2740 {
2741         unsigned int flush_cnt = 0;
2742         struct pool_workqueue *pwq;
2743
2744         /*
2745          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2746          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2747          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2748          */
2749         mutex_lock(&wq->mutex);
2750         if (!wq->nr_drainers++)
2751                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2752         mutex_unlock(&wq->mutex);
2753 reflush:
2754         flush_workqueue(wq);
2755
2756         mutex_lock(&wq->mutex);
2757
2758         for_each_pwq(pwq, wq) {
2759                 bool drained;
2760
2761                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2762                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2763                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2764
2765                 if (drained)
2766                         continue;
2767
2768                 if (++flush_cnt == 10 ||
2769                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2770                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2771                                 wq->name, flush_cnt);
2772
2773                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2774                 goto reflush;
2775         }
2776
2777         if (!--wq->nr_drainers)
2778                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2779         mutex_unlock(&wq->mutex);
2780 }
2781 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2782
2783 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2784 {
2785         struct worker *worker = NULL;
2786         struct worker_pool *pool;
2787         struct pool_workqueue *pwq;
2788
2789         might_sleep();
2790
2791         local_irq_disable();
2792         pool = get_work_pool(work);
2793         if (!pool) {
2794                 local_irq_enable();
2795                 return false;
2796         }
2797
2798         spin_lock(&pool->lock);
2799         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2800         pwq = get_work_pwq(work);
2801         if (pwq) {
2802                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2803                         goto already_gone;
2804         } else {
2805                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2806                 if (!worker)
2807                         goto already_gone;
2808                 pwq = worker->current_pwq;
2809         }
2810
2811         check_flush_dependency(pwq->wq, work);
2812
2813         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2814         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2815
2816         /*
2817          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2818          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2819          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2820          * access.
2821          */
2822         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2823                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2824         else
2825                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2826         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2827
2828         return true;
2829 already_gone:
2830         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2831         return false;
2832 }
2833
2834 /**
2835  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2836  * @work: the work to flush
2837  *
2838  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2839  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2840  *
2841  * Return:
2842  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2843  * %false if it was already idle.
2844  */
2845 bool flush_work(struct work_struct *work)
2846 {
2847         struct wq_barrier barr;
2848
2849         if (WARN_ON(!wq_online))
2850                 return false;
2851
2852         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2853         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2854
2855         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2856                 wait_for_completion(&barr.done);
2857                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2858                 return true;
2859         } else {
2860                 return false;
2861         }
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2864
2865 struct cwt_wait {
2866         wait_queue_t            wait;
2867         struct work_struct      *work;
2868 };
2869
2870 static int cwt_wakefn(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
2871 {
2872         struct cwt_wait *cwait = container_of(wait, struct cwt_wait, wait);
2873
2874         if (cwait->work != key)
2875                 return 0;
2876         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
2877 }
2878
2879 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2880 {
2881         static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cancel_waitq);
2882         unsigned long flags;
2883         int ret;
2884
2885         do {
2886                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2887                 /*
2888                  * If someone else is already canceling, wait for it to
2889                  * finish.  flush_work() doesn't work for PREEMPT_NONE
2890                  * because we may get scheduled between @work's completion
2891                  * and the other canceling task resuming and clearing
2892                  * CANCELING - flush_work() will return false immediately
2893                  * as @work is no longer busy, try_to_grab_pending() will
2894                  * return -ENOENT as @work is still being canceled and the
2895                  * other canceling task won't be able to clear CANCELING as
2896                  * we're hogging the CPU.
2897                  *
2898                  * Let's wait for completion using a waitqueue.  As this
2899                  * may lead to the thundering herd problem, use a custom
2900                  * wake function which matches @work along with exclusive
2901                  * wait and wakeup.
2902                  */
2903                 if (unlikely(ret == -ENOENT)) {
2904                         struct cwt_wait cwait;
2905
2906                         init_wait(&cwait.wait);
2907                         cwait.wait.func = cwt_wakefn;
2908                         cwait.work = work;
2909
2910                         prepare_to_wait_exclusive(&cancel_waitq, &cwait.wait,
2911                                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2912                         if (work_is_canceling(work))
2913                                 schedule();
2914                         finish_wait(&cancel_waitq, &cwait.wait);
2915                 }
2916         } while (unlikely(ret < 0));
2917
2918         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2919         mark_work_canceling(work);
2920         local_irq_restore(flags);
2921
2922         /*
2923          * This allows canceling during early boot.  We know that @work
2924          * isn't executing.
2925          */
2926         if (wq_online)
2927                 flush_work(work);
2928
2929         clear_work_data(work);
2930
2931         /*
2932          * Paired with prepare_to_wait() above so that either
2933          * waitqueue_active() is visible here or !work_is_canceling() is
2934          * visible there.
2935          */
2936         smp_mb();
2937         if (waitqueue_active(&cancel_waitq))
2938                 __wake_up(&cancel_waitq, TASK_NORMAL, 1, work);
2939
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 /**
2944  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2945  * @work: the work to cancel
2946  *
2947  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2948  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2949  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2950  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2951  *
2952  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2953  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2954  *
2955  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2956  * queued can't be destroyed before this function returns.
2957  *
2958  * Return:
2959  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2960  */
2961 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2962 {
2963         return __cancel_work_timer(work, false);
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2966
2967 /**
2968  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2969  * @dwork: the delayed work to flush
2970  *
2971  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2972  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2973  * considers the last queueing instance of @dwork.
2974  *
2975  * Return:
2976  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2977  * %false if it was already idle.
2978  */
2979 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2980 {
2981         local_irq_disable();
2982         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2983                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2984         local_irq_enable();
2985         return flush_work(&dwork->work);
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2988
2989 static bool __cancel_work(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2990 {
2991         unsigned long flags;
2992         int ret;
2993
2994         do {
2995                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2996         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2997
2998         if (unlikely(ret < 0))
2999                 return false;
3000
3001         set_work_pool_and_clear_pending(work, get_work_pool_id(work));
3002         local_irq_restore(flags);
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 /*
3007  * See cancel_delayed_work()
3008  */
3009 bool cancel_work(struct work_struct *work)
3010 {
3011         return __cancel_work(work, false);
3012 }
3013
3014 /**
3015  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
3016  * @dwork: delayed_work to cancel
3017  *
3018  * Kill off a pending delayed_work.
3019  *
3020  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
3021  * pending.
3022  *
3023  * Note:
3024  * The work callback function may still be running on return, unless
3025  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
3026  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
3027  *
3028  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
3029  */
3030 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
3031 {
3032         return __cancel_work(&dwork->work, true);
3033 }
3034 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
3035
3036 /**
3037  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
3038  * @dwork: the delayed work cancel
3039  *
3040  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
3041  *
3042  * Return:
3043  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3044  */
3045 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3046 {
3047         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3048 }
3049 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3050
3051 /**
3052  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3053  * @func: the function to call
3054  *
3055  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3056  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3057  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3058  *
3059  * Return:
3060  * 0 on success, -errno on failure.
3061  */
3062 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3063 {
3064         int cpu;
3065         struct work_struct __percpu *works;
3066
3067         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3068         if (!works)
3069                 return -ENOMEM;
3070
3071         get_online_cpus();
3072
3073         for_each_online_cpu(cpu) {
3074                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3075
3076                 INIT_WORK(work, func);
3077                 schedule_work_on(cpu, work);
3078         }
3079
3080         for_each_online_cpu(cpu)
3081                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3082
3083         put_online_cpus();
3084         free_percpu(works);
3085         return 0;
3086 }
3087
3088 /**
3089  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3090  * @fn:         the function to execute
3091  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3092  *              be available when the work executes)
3093  *
3094  * Executes the function immediately if process context is available,
3095  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3096  *
3097  * Return:      0 - function was executed
3098  *              1 - function was scheduled for execution
3099  */
3100 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3101 {
3102         if (!in_interrupt()) {
3103                 fn(&ew->work);
3104                 return 0;
3105         }
3106
3107         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3108         schedule_work(&ew->work);
3109
3110         return 1;
3111 }
3112 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3113
3114 /**
3115  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3116  * @attrs: workqueue_attrs to free
3117  *
3118  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3119  */
3120 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3121 {
3122         if (attrs) {
3123                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3124                 kfree(attrs);
3125         }
3126 }
3127
3128 /**
3129  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3130  * @gfp_mask: allocation mask to use
3131  *
3132  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3133  * return it.
3134  *
3135  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3136  */
3137 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3138 {
3139         struct workqueue_attrs *attrs;
3140
3141         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3142         if (!attrs)
3143                 goto fail;
3144         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3145                 goto fail;
3146
3147         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3148         return attrs;
3149 fail:
3150         free_workqueue_attrs(attrs);
3151         return NULL;
3152 }
3153
3154 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3155                                  const struct workqueue_attrs *from)
3156 {
3157         to->nice = from->nice;
3158         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3159         /*
3160          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3161          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3162          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3163          */
3164         to->no_numa = from->no_numa;
3165 }
3166
3167 /* hash value of the content of @attr */
3168 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3169 {
3170         u32 hash = 0;
3171
3172         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3173         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3174                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3175         return hash;
3176 }
3177
3178 /* content equality test */
3179 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3180                           const struct workqueue_attrs *b)
3181 {
3182         if (a->nice != b->nice)
3183                 return false;
3184         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3185                 return false;
3186         return true;
3187 }
3188
3189 /**
3190  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3191  * @pool: worker_pool to initialize
3192  *
3193  * Initialize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3194  *
3195  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3196  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3197  * on @pool safely to release it.
3198  */
3199 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3200 {
3201         spin_lock_init(&pool->lock);
3202         pool->id = -1;
3203         pool->cpu = -1;
3204         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3205         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3206         pool->watchdog_ts = jiffies;
3207         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3208         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3209         hash_init(pool->busy_hash);
3210
3211         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3212         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3213         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3214
3215         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3216                     (unsigned long)pool);
3217
3218         mutex_init(&pool->manager_arb);
3219         mutex_init(&pool->attach_mutex);
3220         INIT_LIST_HEAD(&pool->workers);
3221
3222         ida_init(&pool->worker_ida);
3223         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3224         pool->refcnt = 1;
3225
3226         /* shouldn't fail above this point */
3227         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3228         if (!pool->attrs)
3229                 return -ENOMEM;
3230         return 0;
3231 }
3232
3233 static void rcu_free_wq(struct rcu_head *rcu)
3234 {
3235         struct workqueue_struct *wq =
3236                 container_of(rcu, struct workqueue_struct, rcu);
3237
3238         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3239                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3240         else
3241                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3242
3243         kfree(wq->rescuer);
3244         kfree(wq);
3245 }
3246
3247 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3248 {
3249         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3250
3251         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3252         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3253         kfree(pool);
3254 }
3255
3256 /**
3257  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3258  * @pool: worker_pool to put
3259  *
3260  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3261  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3262  * and this function should be able to release pools which went through,
3263  * successfully or not, init_worker_pool().
3264  *
3265  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3266  */
3267 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3268 {
3269         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(detach_completion);
3270         struct worker *worker;
3271
3272         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3273
3274         if (--pool->refcnt)
3275                 return;
3276
3277         /* sanity checks */
3278         if (WARN_ON(!(pool->cpu < 0)) ||
3279             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3280                 return;
3281
3282         /* release id and unhash */
3283         if (pool->id >= 0)
3284                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3285         hash_del(&pool->hash_node);
3286
3287         /*
3288          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3289          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3290          * attach_mutex.
3291          */
3292         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3293
3294         spin_lock_irq(&pool->lock);
3295         while ((worker = first_idle_worker(pool)))
3296                 destroy_worker(worker);
3297         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3298         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3299
3300         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
3301         if (!list_empty(&pool->workers))
3302                 pool->detach_completion = &detach_completion;
3303         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
3304
3305         if (pool->detach_completion)
3306                 wait_for_completion(pool->detach_completion);
3307
3308         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3309
3310         /* shut down the timers */
3311         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3312         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3313
3314         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3315         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3316 }
3317
3318 /**
3319  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3320  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3321  *
3322  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3323  * reference count and return it.  If there already is a matching
3324  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3325  * create a new one.
3326  *
3327  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3328  *
3329  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3330  * On failure, %NULL.
3331  */
3332 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3333 {
3334         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3335         struct worker_pool *pool;
3336         int node;
3337         int target_node = NUMA_NO_NODE;
3338
3339         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3340
3341         /* do we already have a matching pool? */
3342         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3343                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3344                         pool->refcnt++;
3345                         return pool;
3346                 }
3347         }
3348
3349         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3350         if (wq_numa_enabled) {
3351                 for_each_node(node) {
3352                         if (cpumask_subset(attrs->cpumask,
3353                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3354                                 target_node = node;
3355                                 break;
3356                         }
3357                 }
3358         }
3359
3360         /* nope, create a new one */
3361         pool = kzalloc_node(sizeof(*pool), GFP_KERNEL, target_node);
3362         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3363                 goto fail;
3364
3365         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3366         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3367         pool->node = target_node;
3368
3369         /*
3370          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3371          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3372          */
3373         pool->attrs->no_numa = false;
3374
3375         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3376                 goto fail;
3377
3378         /* create and start the initial worker */
3379         if (wq_online && !create_worker(pool))
3380                 goto fail;
3381
3382         /* install */
3383         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3384
3385         return pool;
3386 fail:
3387         if (pool)
3388                 put_unbound_pool(pool);
3389         return NULL;
3390 }
3391
3392 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3393 {
3394         kmem_cache_free(pwq_cache,
3395                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3396 }
3397
3398 /*
3399  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3400  * and needs to be destroyed.
3401  */
3402 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3403 {
3404         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3405                                                   unbound_release_work);
3406         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3407         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3408         bool is_last;
3409
3410         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3411                 return;
3412
3413         mutex_lock(&wq->mutex);
3414         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3415         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3416         mutex_unlock(&wq->mutex);
3417
3418         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3419         put_unbound_pool(pool);
3420         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3421
3422         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3423
3424         /*
3425          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3426          * is gonna access it anymore.  Schedule RCU free.
3427          */
3428         if (is_last)
3429                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
3430 }
3431
3432 /**
3433  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3434  * @pwq: target pool_workqueue
3435  *
3436  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3437  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3438  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3439  */
3440 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3441 {
3442         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3443         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3444         unsigned long flags;
3445
3446         /* for @wq->saved_max_active */
3447         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3448
3449         /* fast exit for non-freezable wqs */
3450         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3451                 return;
3452
3453         /* this function can be called during early boot w/ irq disabled */
3454         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
3455
3456         /*
3457          * During [un]freezing, the caller is responsible for ensuring that
3458          * this function is called at least once after @workqueue_freezing
3459          * is updated and visible.
3460          */
3461         if (!freezable || !workqueue_freezing) {
3462                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3463
3464                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3465                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3466                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3467
3468                 /*
3469                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3470                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3471                  */
3472                 wake_up_worker(pwq->pool);
3473         } else {
3474                 pwq->max_active = 0;
3475         }
3476
3477         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
3478 }
3479
3480 /* initialize newly alloced @pwq which is associated with @wq and @pool */
3481 static void init_pwq(struct pool_workqueue *pwq, struct workqueue_struct *wq,
3482                      struct worker_pool *pool)
3483 {
3484         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3485
3486         memset(pwq, 0, sizeof(*pwq));
3487
3488         pwq->pool = pool;
3489         pwq->wq = wq;
3490         pwq->flush_color = -1;
3491         pwq->refcnt = 1;
3492         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3493         INIT_LIST_HEAD(&pwq->pwqs_node);
3494         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3495         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3496 }
3497
3498 /* sync @pwq with the current state of its associated wq and link it */
3499 static void link_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
3500 {
3501         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3502
3503         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3504
3505         /* may be called multiple times, ignore if already linked */
3506         if (!list_empty(&pwq->pwqs_node))
3507                 return;
3508
3509         /* set the matching work_color */
3510         pwq->work_color = wq->work_color;
3511
3512         /* sync max_active to the current setting */
3513         pwq_adjust_max_active(pwq);
3514
3515         /* link in @pwq */
3516         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3517 }
3518
3519 /* obtain a pool matching @attr and create a pwq associating the pool and @wq */
3520 static struct pool_workqueue *alloc_unbound_pwq(struct workqueue_struct *wq,
3521                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3522 {
3523         struct worker_pool *pool;
3524         struct pool_workqueue *pwq;
3525
3526         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3527
3528         pool = get_unbound_pool(attrs);
3529         if (!pool)
3530                 return NULL;
3531
3532         pwq = kmem_cache_alloc_node(pwq_cache, GFP_KERNEL, pool->node);
3533         if (!pwq) {
3534                 put_unbound_pool(pool);
3535                 return NULL;
3536         }
3537
3538         init_pwq(pwq, wq, pool);
3539         return pwq;
3540 }
3541
3542 /**
3543  * wq_calc_node_cpumask - calculate a wq_attrs' cpumask for the specified node
3544  * @attrs: the wq_attrs of the default pwq of the target workqueue
3545  * @node: the target NUMA node
3546  * @cpu_going_down: if >= 0, the CPU to consider as offline
3547  * @cpumask: outarg, the resulting cpumask
3548  *
3549  * Calculate the cpumask a workqueue with @attrs should use on @node.  If
3550  * @cpu_going_down is >= 0, that cpu is considered offline during
3551  * calculation.  The result is stored in @cpumask.
3552  *
3553  * If NUMA affinity is not enabled, @attrs->cpumask is always used.  If
3554  * enabled and @node has online CPUs requested by @attrs, the returned
3555  * cpumask is the intersection of the possible CPUs of @node and
3556  * @attrs->cpumask.
3557  *
3558  * The caller is responsible for ensuring that the cpumask of @node stays
3559  * stable.
3560  *
3561  * Return: %true if the resulting @cpumask is different from @attrs->cpumask,
3562  * %false if equal.
3563  */
3564 static bool wq_calc_node_cpumask(const struct workqueue_attrs *attrs, int node,
3565                                  int cpu_going_down, cpumask_t *cpumask)
3566 {
3567         if (!wq_numa_enabled || attrs->no_numa)
3568                 goto use_dfl;
3569
3570         /* does @node have any online CPUs @attrs wants? */
3571         cpumask_and(cpumask, cpumask_of_node(node), attrs->cpumask);
3572         if (cpu_going_down >= 0)
3573                 cpumask_clear_cpu(cpu_going_down, cpumask);
3574
3575         if (cpumask_empty(cpumask))
3576                 goto use_dfl;
3577
3578         /* yeap, return possible CPUs in @node that @attrs wants */
3579         cpumask_and(cpumask, attrs->cpumask, wq_numa_possible_cpumask[node]);
3580         return !cpumask_equal(cpumask, attrs->cpumask);
3581
3582 use_dfl:
3583         cpumask_copy(cpumask, attrs->cpumask);
3584         return false;
3585 }
3586
3587 /* install @pwq into @wq's numa_pwq_tbl[] for @node and return the old pwq */
3588 static struct pool_workqueue *numa_pwq_tbl_install(struct workqueue_struct *wq,
3589                                                    int node,
3590                                                    struct pool_workqueue *pwq)
3591 {
3592         struct pool_workqueue *old_pwq;
3593
3594         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3595         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3596
3597         /* link_pwq() can handle duplicate calls */
3598         link_pwq(pwq);
3599
3600         old_pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
3601         rcu_assign_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node], pwq);
3602         return old_pwq;
3603 }
3604
3605 /* context to store the prepared attrs & pwqs before applying */
3606 struct apply_wqattrs_ctx {
3607         struct workqueue_struct *wq;            /* target workqueue */
3608         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* attrs to apply */
3609         struct list_head        list;           /* queued for batching commit */
3610         struct pool_workqueue   *dfl_pwq;
3611         struct pool_workqueue   *pwq_tbl[];
3612 };
3613
3614 /* free the resources after success or abort */
3615 static void apply_wqattrs_cleanup(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3616 {
3617         if (ctx) {
3618                 int node;
3619
3620                 for_each_node(node)
3621                         put_pwq_unlocked(ctx->pwq_tbl[node]);
3622                 put_pwq_unlocked(ctx->dfl_pwq);
3623
3624                 free_workqueue_attrs(ctx->attrs);
3625
3626                 kfree(ctx);
3627         }
3628 }
3629
3630 /* allocate the attrs and pwqs for later installation */
3631 static struct apply_wqattrs_ctx *
3632 apply_wqattrs_prepare(struct workqueue_struct *wq,
3633                       const struct workqueue_attrs *attrs)
3634 {
3635         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3636         struct workqueue_attrs *new_attrs, *tmp_attrs;
3637         int node;
3638
3639         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3640
3641         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx) + nr_node_ids * sizeof(ctx->pwq_tbl[0]),
3642                       GFP_KERNEL);
3643
3644         new_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3645         tmp_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3646         if (!ctx || !new_attrs || !tmp_attrs)
3647                 goto out_free;
3648
3649         /*
3650          * Calculate the attrs of the default pwq.
3651          * If the user configured cpumask doesn't overlap with the
3652          * wq_unbound_cpumask, we fallback to the wq_unbound_cpumask.
3653          */
3654         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3655         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3656         if (unlikely(cpumask_empty(new_attrs->cpumask)))
3657                 cpumask_copy(new_attrs->cpumask, wq_unbound_cpumask);
3658
3659         /*
3660          * We may create multiple pwqs with differing cpumasks.  Make a
3661          * copy of @new_attrs which will be modified and used to obtain
3662          * pools.
3663          */
3664         copy_workqueue_attrs(tmp_attrs, new_attrs);
3665
3666         /*
3667          * If something goes wrong during CPU up/down, we'll fall back to
3668          * the default pwq covering whole @attrs->cpumask.  Always create
3669          * it even if we don't use it immediately.
3670          */
3671         ctx->dfl_pwq = alloc_unbound_pwq(wq, new_attrs);
3672         if (!ctx->dfl_pwq)
3673                 goto out_free;
3674
3675         for_each_node(node) {
3676                 if (wq_calc_node_cpumask(new_attrs, node, -1, tmp_attrs->cpumask)) {
3677                         ctx->pwq_tbl[node] = alloc_unbound_pwq(wq, tmp_attrs);
3678                         if (!ctx->pwq_tbl[node])
3679                                 goto out_free;
3680                 } else {
3681                         ctx->dfl_pwq->refcnt++;
3682                         ctx->pwq_tbl[node] = ctx->dfl_pwq;
3683                 }
3684         }
3685
3686         /* save the user configured attrs and sanitize it. */
3687         copy_workqueue_attrs(new_attrs, attrs);
3688         cpumask_and(new_attrs->cpumask, new_attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3689         ctx->attrs = new_attrs;
3690
3691         ctx->wq = wq;
3692         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3693         return ctx;
3694
3695 out_free:
3696         free_workqueue_attrs(tmp_attrs);
3697         free_workqueue_attrs(new_attrs);
3698         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3699         return NULL;
3700 }
3701
3702 /* set attrs and install prepared pwqs, @ctx points to old pwqs on return */
3703 static void apply_wqattrs_commit(struct apply_wqattrs_ctx *ctx)
3704 {
3705         int node;
3706
3707         /* all pwqs have been created successfully, let's install'em */
3708         mutex_lock(&ctx->wq->mutex);
3709
3710         copy_workqueue_attrs(ctx->wq->unbound_attrs, ctx->attrs);
3711
3712         /* save the previous pwq and install the new one */
3713         for_each_node(node)
3714                 ctx->pwq_tbl[node] = numa_pwq_tbl_install(ctx->wq, node,
3715                                                           ctx->pwq_tbl[node]);
3716
3717         /* @dfl_pwq might not have been used, ensure it's linked */
3718         link_pwq(ctx->dfl_pwq);
3719         swap(ctx->wq->dfl_pwq, ctx->dfl_pwq);
3720
3721         mutex_unlock(&ctx->wq->mutex);
3722 }
3723
3724 static void apply_wqattrs_lock(void)
3725 {
3726         /* CPUs should stay stable across pwq creations and installations */
3727         get_online_cpus();
3728         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3729 }
3730
3731 static void apply_wqattrs_unlock(void)
3732 {
3733         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3734         put_online_cpus();
3735 }
3736
3737 static int apply_workqueue_attrs_locked(struct workqueue_struct *wq,
3738                                         const struct workqueue_attrs *attrs)
3739 {
3740         struct apply_wqattrs_ctx *ctx;
3741
3742         /* only unbound workqueues can change attributes */
3743         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3744                 return -EINVAL;
3745
3746         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3747         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3748                 return -EINVAL;
3749
3750         ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, attrs);
3751         if (!ctx)
3752                 return -ENOMEM;
3753
3754         /* the ctx has been prepared successfully, let's commit it */
3755         apply_wqattrs_commit(ctx);
3756         apply_wqattrs_cleanup(ctx);
3757
3758         return 0;
3759 }
3760
3761 /**
3762  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3763  * @wq: the target workqueue
3764  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3765  *
3766  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  Unless disabled, on NUMA
3767  * machines, this function maps a separate pwq to each NUMA node with
3768  * possibles CPUs in @attrs->cpumask so that work items are affine to the
3769  * NUMA node it was issued on.  Older pwqs are released as in-flight work
3770  * items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues itself
3771  * back-to-back will stay on its current pwq.
3772  *
3773  * Performs GFP_KERNEL allocations.
3774  *
3775  * Return: 0 on success and -errno on failure.
3776  */
3777 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3778                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3779 {
3780         int ret;
3781
3782         apply_wqattrs_lock();
3783         ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
3784         apply_wqattrs_unlock();
3785
3786         return ret;
3787 }
3788
3789 /**
3790  * wq_update_unbound_numa - update NUMA affinity of a wq for CPU hot[un]plug
3791  * @wq: the target workqueue
3792  * @cpu: the CPU coming up or going down
3793  * @online: whether @cpu is coming up or going down
3794  *
3795  * This function is to be called from %CPU_DOWN_PREPARE, %CPU_ONLINE and
3796  * %CPU_DOWN_FAILED.  @cpu is being hot[un]plugged, update NUMA affinity of
3797  * @wq accordingly.
3798  *
3799  * If NUMA affinity can't be adjusted due to memory allocation failure, it
3800  * falls back to @wq->dfl_pwq which may not be optimal but is always
3801  * correct.
3802  *
3803  * Note that when the last allowed CPU of a NUMA node goes offline for a
3804  * workqueue with a cpumask spanning multiple nodes, the workers which were
3805  * already executing the work items for the workqueue will lose their CPU
3806  * affinity and may execute on any CPU.  This is similar to how per-cpu
3807  * workqueues behave on CPU_DOWN.  If a workqueue user wants strict
3808  * affinity, it's the user's responsibility to flush the work item from
3809  * CPU_DOWN_PREPARE.
3810  */
3811 static void wq_update_unbound_numa(struct workqueue_struct *wq, int cpu,
3812                                    bool online)
3813 {
3814         int node = cpu_to_node(cpu);
3815         int cpu_off = online ? -1 : cpu;
3816         struct pool_workqueue *old_pwq = NULL, *pwq;
3817         struct workqueue_attrs *target_attrs;
3818         cpumask_t *cpumask;
3819
3820         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3821
3822         if (!wq_numa_enabled || !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ||
3823             wq->unbound_attrs->no_numa)
3824                 return;
3825
3826         /*
3827          * We don't wanna alloc/free wq_attrs for each wq for each CPU.
3828          * Let's use a preallocated one.  The following buf is protected by
3829          * CPU hotplug exclusion.
3830          */
3831         target_attrs = wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
3832         cpumask = target_attrs->cpumask;
3833
3834         copy_workqueue_attrs(target_attrs, wq->unbound_attrs);
3835         pwq = unbound_pwq_by_node(wq, node);
3836
3837         /*
3838          * Let's determine what needs to be done.  If the target cpumask is
3839          * different from the default pwq's, we need to compare it to @pwq's
3840          * and create a new one if they don't match.  If the target cpumask
3841          * equals the default pwq's, the default pwq should be used.
3842          */
3843         if (wq_calc_node_cpumask(wq->dfl_pwq->pool->attrs, node, cpu_off, cpumask)) {
3844                 if (cpumask_equal(cpumask, pwq->pool->attrs->cpumask))
3845                         return;
3846         } else {
3847                 goto use_dfl_pwq;
3848         }
3849
3850         /* create a new pwq */
3851         pwq = alloc_unbound_pwq(wq, target_attrs);
3852         if (!pwq) {
3853                 pr_warn("workqueue: allocation failed while updating NUMA affinity of \"%s\"\n",
3854                         wq->name);
3855                 goto use_dfl_pwq;
3856         }
3857
3858         /* Install the new pwq. */
3859         mutex_lock(&wq->mutex);
3860         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, pwq);
3861         goto out_unlock;
3862
3863 use_dfl_pwq:
3864         mutex_lock(&wq->mutex);
3865         spin_lock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3866         get_pwq(wq->dfl_pwq);
3867         spin_unlock_irq(&wq->dfl_pwq->pool->lock);
3868         old_pwq = numa_pwq_tbl_install(wq, node, wq->dfl_pwq);
3869 out_unlock:
3870         mutex_unlock(&wq->mutex);
3871         put_pwq_unlocked(old_pwq);
3872 }
3873
3874 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3875 {
3876         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
3877         int cpu, ret;
3878
3879         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3880                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3881                 if (!wq->cpu_pwqs)
3882                         return -ENOMEM;
3883
3884                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3885                         struct pool_workqueue *pwq =
3886                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3887                         struct worker_pool *cpu_pools =
3888                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
3889
3890                         init_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri]);
3891
3892                         mutex_lock(&wq->mutex);
3893                         link_pwq(pwq);
3894                         mutex_unlock(&wq->mutex);
3895                 }
3896                 return 0;
3897         } else if (wq->flags & __WQ_ORDERED) {
3898                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, ordered_wq_attrs[highpri]);
3899                 /* there should only be single pwq for ordering guarantee */
3900                 WARN(!ret && (wq->pwqs.next != &wq->dfl_pwq->pwqs_node ||
3901                               wq->pwqs.prev != &wq->dfl_pwq->pwqs_node),
3902                      "ordering guarantee broken for workqueue %s\n", wq->name);
3903                 return ret;
3904         } else {
3905                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
3906         }
3907 }
3908
3909 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3910                                const char *name)
3911 {
3912         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3913
3914         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3915                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3916                         max_active, name, 1, lim);
3917
3918         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3919 }
3920
3921 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3922                                                unsigned int flags,
3923                                                int max_active,
3924                                                struct lock_class_key *key,
3925                                                const char *lock_name, ...)
3926 {
3927         size_t tbl_size = 0;
3928         va_list args;
3929         struct workqueue_struct *wq;
3930         struct pool_workqueue *pwq;
3931
3932         /* see the comment above the definition of WQ_POWER_EFFICIENT */
3933         if ((flags & WQ_POWER_EFFICIENT) && wq_power_efficient)
3934                 flags |= WQ_UNBOUND;
3935
3936         /* allocate wq and format name */
3937         if (flags & WQ_UNBOUND)
3938                 tbl_size = nr_node_ids * sizeof(wq->numa_pwq_tbl[0]);
3939
3940         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + tbl_size, GFP_KERNEL);
3941         if (!wq)
3942                 return NULL;
3943
3944         if (flags & WQ_UNBOUND) {
3945                 wq->unbound_attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3946                 if (!wq->unbound_attrs)
3947                         goto err_free_wq;
3948         }
3949
3950         va_start(args, lock_name);
3951         vsnprintf(wq->name, sizeof(wq->name), fmt, args);
3952         va_end(args);
3953
3954         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3955         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3956
3957         /* init wq */
3958         wq->flags = flags;
3959         wq->saved_max_active = max_active;
3960         mutex_init(&wq->mutex);
3961         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3962         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3963         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3964         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3965         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
3966
3967         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3968         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3969
3970         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
3971                 goto err_free_wq;
3972
3973         /*
3974          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3975          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3976          */
3977         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
3978                 struct worker *rescuer;
3979
3980                 rescuer = alloc_worker(NUMA_NO_NODE);
3981                 if (!rescuer)
3982                         goto err_destroy;
3983
3984                 rescuer->rescue_wq = wq;
3985                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3986                                                wq->name);
3987                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
3988                         kfree(rescuer);
3989                         goto err_destroy;
3990                 }
3991
3992                 wq->rescuer = rescuer;
3993                 kthread_bind_mask(rescuer->task, cpu_possible_mask);
3994                 wake_up_process(rescuer->task);
3995         }
3996
3997         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
3998                 goto err_destroy;
3999
4000         /*
4001          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
4002          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
4003          * list.
4004          */
4005         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4006
4007         mutex_lock(&wq->mutex);
4008         for_each_pwq(pwq, wq)
4009                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4010         mutex_unlock(&wq->mutex);
4011
4012         list_add_tail_rcu(&wq->list, &workqueues);
4013
4014         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4015
4016         return wq;
4017
4018 err_free_wq:
4019         free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
4020         kfree(wq);
4021         return NULL;
4022 err_destroy:
4023         destroy_workqueue(wq);
4024         return NULL;
4025 }
4026 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
4027
4028 /**
4029  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
4030  * @wq: target workqueue
4031  *
4032  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
4033  */
4034 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
4035 {
4036         struct pool_workqueue *pwq;
4037         int node;
4038
4039         /* drain it before proceeding with destruction */
4040         drain_workqueue(wq);
4041
4042         /* sanity checks */
4043         mutex_lock(&wq->mutex);
4044         for_each_pwq(pwq, wq) {
4045                 int i;
4046
4047                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
4048                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
4049                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4050                                 show_workqueue_state();
4051                                 return;
4052                         }
4053                 }
4054
4055                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4056                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4057                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4058                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4059                         show_workqueue_state();
4060                         return;
4061                 }
4062         }
4063         mutex_unlock(&wq->mutex);
4064
4065         /*
4066          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4067          * flushing is complete in case freeze races us.
4068          */
4069         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4070         list_del_rcu(&wq->list);
4071         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4072
4073         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4074
4075         if (wq->rescuer)
4076                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4077
4078         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4079                 /*
4080                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4081                  * schedule RCU free.
4082                  */
4083                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
4084         } else {
4085                 /*
4086                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4087                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4088                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4089                  */
4090                 for_each_node(node) {
4091                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4092                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4093                         put_pwq_unlocked(pwq);
4094                 }
4095
4096                 /*
4097                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4098                  * put.  Don't access it afterwards.
4099                  */
4100                 pwq = wq->dfl_pwq;
4101                 wq->dfl_pwq = NULL;
4102                 put_pwq_unlocked(pwq);
4103         }
4104 }
4105 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4106
4107 /**
4108  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4109  * @wq: target workqueue
4110  * @max_active: new max_active value.
4111  *
4112  * Set max_active of @wq to @max_active.
4113  *
4114  * CONTEXT:
4115  * Don't call from IRQ context.
4116  */
4117 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4118 {
4119         struct pool_workqueue *pwq;
4120
4121         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4122         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4123                 return;
4124
4125         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4126
4127         mutex_lock(&wq->mutex);
4128
4129         wq->saved_max_active = max_active;
4130
4131         for_each_pwq(pwq, wq)
4132                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4133
4134         mutex_unlock(&wq->mutex);
4135 }
4136 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4137
4138 /**
4139  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4140  *
4141  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4142  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4143  *
4144  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4145  */
4146 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4147 {
4148         struct worker *worker = current_wq_worker();
4149
4150         return worker && worker->rescue_wq;
4151 }
4152
4153 /**
4154  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4155  * @cpu: CPU in question
4156  * @wq: target workqueue
4157  *
4158  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4159  * no synchronization around this function and the test result is
4160  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4161  *
4162  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4163  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4164  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4165  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4166  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4167  *
4168  * Return:
4169  * %true if congested, %false otherwise.
4170  */
4171 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4172 {
4173         struct pool_workqueue *pwq;
4174         bool ret;
4175
4176         rcu_read_lock_sched();
4177
4178         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4179                 cpu = smp_processor_id();
4180
4181         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4182                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4183         else
4184                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4185
4186         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4187         rcu_read_unlock_sched();
4188
4189         return ret;
4190 }
4191 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4192
4193 /**
4194  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4195  * @work: the work to be tested
4196  *
4197  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4198  * synchronization around this function and the test result is
4199  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4200  *
4201  * Return:
4202  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4203  */
4204 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4205 {
4206         struct worker_pool *pool;
4207         unsigned long flags;
4208         unsigned int ret = 0;
4209
4210         if (work_pending(work))
4211                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4212
4213         local_irq_save(flags);
4214         pool = get_work_pool(work);
4215         if (pool) {
4216                 spin_lock(&pool->lock);
4217                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4218                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4219                 spin_unlock(&pool->lock);
4220         }
4221         local_irq_restore(flags);
4222
4223         return ret;
4224 }
4225 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4226
4227 /**
4228  * set_worker_desc - set description for the current work item
4229  * @fmt: printf-style format string
4230  * @...: arguments for the format string
4231  *
4232  * This function can be called by a running work function to describe what
4233  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4234  * information will be printed out together to help debugging.  The
4235  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4236  */
4237 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4238 {
4239         struct worker *worker = current_wq_worker();
4240         va_list args;
4241
4242         if (worker) {
4243                 va_start(args, fmt);
4244                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4245                 va_end(args);
4246                 worker->desc_valid = true;
4247         }
4248 }
4249
4250 /**
4251  * print_worker_info - print out worker information and description
4252  * @log_lvl: the log level to use when printing
4253  * @task: target task
4254  *
4255  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4256  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4257  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4258  *
4259  * This function can be safely called on any task as long as the
4260  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4261  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4262  */
4263 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4264 {
4265         work_func_t *fn = NULL;
4266         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4267         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4268         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4269         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4270         bool desc_valid = false;
4271         struct worker *worker;
4272
4273         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4274                 return;
4275
4276         /*
4277          * This function is called without any synchronization and @task
4278          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4279          */
4280         worker = kthread_probe_data(task);
4281
4282         /*
4283          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4284          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4285          */
4286         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4287         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4288         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4289         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4290
4291         /* copy worker description */
4292         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4293         if (desc_valid)
4294                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4295
4296         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4297                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4298                 if (desc[0])
4299                         pr_cont(" (%s)", desc);
4300                 pr_cont("\n");
4301         }
4302 }
4303
4304 static void pr_cont_pool_info(struct worker_pool *pool)
4305 {
4306         pr_cont(" cpus=%*pbl", nr_cpumask_bits, pool->attrs->cpumask);
4307         if (pool->node != NUMA_NO_NODE)
4308                 pr_cont(" node=%d", pool->node);
4309         pr_cont(" flags=0x%x nice=%d", pool->flags, pool->attrs->nice);
4310 }
4311
4312 static void pr_cont_work(bool comma, struct work_struct *work)
4313 {
4314         if (work->func == wq_barrier_func) {
4315                 struct wq_barrier *barr;
4316
4317                 barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
4318
4319                 pr_cont("%s BAR(%d)", comma ? "," : "",
4320                         task_pid_nr(barr->task));
4321         } else {
4322                 pr_cont("%s %pf", comma ? "," : "", work->func);
4323         }
4324 }
4325
4326 static void show_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
4327 {
4328         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
4329         struct work_struct *work;
4330         struct worker *worker;
4331         bool has_in_flight = false, has_pending = false;
4332         int bkt;
4333
4334         pr_info("  pwq %d:", pool->id);
4335         pr_cont_pool_info(pool);
4336
4337         pr_cont(" active=%d/%d%s\n", pwq->nr_active, pwq->max_active,
4338                 !list_empty(&pwq->mayday_node) ? " MAYDAY" : "");
4339
4340         hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4341                 if (worker->current_pwq == pwq) {
4342                         has_in_flight = true;
4343                         break;
4344                 }
4345         }
4346         if (has_in_flight) {
4347                 bool comma = false;
4348
4349                 pr_info("    in-flight:");
4350                 hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4351                         if (worker->current_pwq != pwq)
4352                                 continue;
4353
4354                         pr_cont("%s %d%s:%pf", comma ? "," : "",
4355                                 task_pid_nr(worker->task),
4356                                 worker == pwq->wq->rescuer ? "(RESCUER)" : "",
4357                                 worker->current_func);
4358                         list_for_each_entry(work, &worker->scheduled, entry)
4359                                 pr_cont_work(false, work);
4360                         comma = true;
4361                 }
4362                 pr_cont("\n");
4363         }
4364
4365         list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4366                 if (get_work_pwq(work) == pwq) {
4367                         has_pending = true;
4368                         break;
4369                 }
4370         }
4371         if (has_pending) {
4372                 bool comma = false;
4373
4374                 pr_info("    pending:");
4375                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4376                         if (get_work_pwq(work) != pwq)
4377                                 continue;
4378
4379                         pr_cont_work(comma, work);
4380                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4381                 }
4382                 pr_cont("\n");
4383         }
4384
4385         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4386                 bool comma = false;
4387
4388                 pr_info("    delayed:");
4389                 list_for_each_entry(work, &pwq->delayed_works, entry) {
4390                         pr_cont_work(comma, work);
4391                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4392                 }
4393                 pr_cont("\n");
4394         }
4395 }
4396
4397 /**
4398  * show_workqueue_state - dump workqueue state
4399  *
4400  * Called from a sysrq handler or try_to_freeze_tasks() and prints out
4401  * all busy workqueues and pools.
4402  */
4403 void show_workqueue_state(void)
4404 {
4405         struct workqueue_struct *wq;
4406         struct worker_pool *pool;
4407         unsigned long flags;
4408         int pi;
4409
4410         rcu_read_lock_sched();
4411
4412         pr_info("Showing busy workqueues and worker pools:\n");
4413
4414         list_for_each_entry_rcu(wq, &workqueues, list) {
4415                 struct pool_workqueue *pwq;
4416                 bool idle = true;
4417
4418                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4419                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4420                                 idle = false;
4421                                 break;
4422                         }
4423                 }
4424                 if (idle)
4425                         continue;
4426
4427                 pr_info("workqueue %s: flags=0x%x\n", wq->name, wq->flags);
4428
4429                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4430                         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
4431                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works))
4432                                 show_pwq(pwq);
4433                         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
4434                 }
4435         }
4436
4437         for_each_pool(pool, pi) {
4438                 struct worker *worker;
4439                 bool first = true;
4440
4441                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
4442                 if (pool->nr_workers == pool->nr_idle)
4443                         goto next_pool;
4444
4445                 pr_info("pool %d:", pool->id);
4446                 pr_cont_pool_info(pool);
4447                 pr_cont(" hung=%us workers=%d",
4448                         jiffies_to_msecs(jiffies - pool->watchdog_ts) / 1000,
4449                         pool->nr_workers);
4450                 if (pool->manager)
4451                         pr_cont(" manager: %d",
4452                                 task_pid_nr(pool->manager->task));
4453                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
4454                         pr_cont(" %s%d", first ? "idle: " : "",
4455                                 task_pid_nr(worker->task));
4456                         first = false;
4457                 }
4458                 pr_cont("\n");
4459         next_pool:
4460                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
4461         }
4462
4463         rcu_read_unlock_sched();
4464 }
4465
4466 /*
4467  * CPU hotplug.
4468  *
4469  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4470  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4471  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4472  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4473  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4474  * blocked draining impractical.
4475  *
4476  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4477  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4478  * cpu comes back online.
4479  */
4480
4481 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4482 {
4483         int cpu = smp_processor_id();
4484         struct worker_pool *pool;
4485         struct worker *worker;
4486
4487         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4488                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4489                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4490
4491                 /*
4492                  * We've blocked all attach/detach operations. Make all workers
4493                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4494                  * except for the ones which are still executing works from
4495                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4496                  * this, they may become diasporas.
4497                  */
4498                 for_each_pool_worker(worker, pool)
4499                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4500
4501                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4502
4503                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4504                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4505
4506                 /*
4507                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4508                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4509                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4510                  * from other cpus.
4511                  */
4512                 schedule();
4513
4514                 /*
4515                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4516                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4517                  * and keep_working() are always true as long as the
4518                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4519                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4520                  * are served by workers tied to the pool.
4521                  */
4522                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4523
4524                 /*
4525                  * With concurrency management just turned off, a busy
4526                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4527                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4528                  */
4529                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4530                 wake_up_worker(pool);
4531                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4532         }
4533 }
4534
4535 /**
4536  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4537  * @pool: pool of interest
4538  *
4539  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4540  */
4541 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4542 {
4543         struct worker *worker;
4544
4545         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4546
4547         /*
4548          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4549          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4550          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinity
4551          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4552          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4553          */
4554         for_each_pool_worker(worker, pool)
4555                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4556                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4557
4558         spin_lock_irq(&pool->lock);
4559
4560         /*
4561          * XXX: CPU hotplug notifiers are weird and can call DOWN_FAILED
4562          * w/o preceding DOWN_PREPARE.  Work around it.  CPU hotplug is
4563          * being reworked and this can go away in time.
4564          */
4565         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
4566                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4567                 return;
4568         }
4569
4570         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4571
4572         for_each_pool_worker(worker, pool) {
4573                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4574
4575                 /*
4576                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4577                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4578                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4579                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4580                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4581                  * be bound before @pool->lock is released.
4582                  */
4583                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4584                         wake_up_process(worker->task);
4585
4586                 /*
4587                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4588                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4589                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4590                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4591                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4592                  * concurrency management.  Note that when or whether
4593                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4594                  *
4595                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4596                  * tested without holding any lock in
4597                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4598                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4599                  * management operations.
4600                  */
4601                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4602                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4603                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4604                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4605         }
4606
4607         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4608 }
4609
4610 /**
4611  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4612  * @pool: unbound pool of interest
4613  * @cpu: the CPU which is coming up
4614  *
4615  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4616  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4617  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4618  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4619  */
4620 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4621 {
4622         static cpumask_t cpumask;
4623         struct worker *worker;
4624
4625         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4626
4627         /* is @cpu allowed for @pool? */
4628         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4629                 return;
4630
4631         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4632
4633         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4634         for_each_pool_worker(worker, pool)
4635                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task, &cpumask) < 0);
4636 }
4637
4638 int workqueue_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4639 {
4640         struct worker_pool *pool;
4641
4642         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4643                 if (pool->nr_workers)
4644                         continue;
4645                 if (!create_worker(pool))
4646                         return -ENOMEM;
4647         }
4648         return 0;
4649 }
4650
4651 int workqueue_online_cpu(unsigned int cpu)
4652 {
4653         struct worker_pool *pool;
4654         struct workqueue_struct *wq;
4655         int pi;
4656
4657         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4658
4659         for_each_pool(pool, pi) {
4660                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4661
4662                 if (pool->cpu == cpu)
4663                         rebind_workers(pool);
4664                 else if (pool->cpu < 0)
4665                         restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4666
4667                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4668         }
4669
4670         /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4671         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4672                 wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4673
4674         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4675         return 0;
4676 }
4677
4678 int workqueue_offline_cpu(unsigned int cpu)
4679 {
4680         struct work_struct unbind_work;
4681         struct workqueue_struct *wq;
4682
4683         /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4684         INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4685         queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4686
4687         /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4688         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4689         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4690                 wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4691         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4692
4693         /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4694         flush_work(&unbind_work);
4695         destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4696         return 0;
4697 }
4698
4699 #ifdef CONFIG_SMP
4700
4701 struct work_for_cpu {
4702         struct work_struct work;
4703         long (*fn)(void *);
4704         void *arg;
4705         long ret;
4706 };
4707
4708 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4709 {
4710         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4711
4712         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4713 }
4714
4715 /**
4716  * work_on_cpu - run a function in thread context on a particular cpu
4717  * @cpu: the cpu to run on
4718  * @fn: the function to run
4719  * @arg: the function arg
4720  *
4721  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4722  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4723  *
4724  * Return: The value @fn returns.
4725  */
4726 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4727 {
4728         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4729
4730         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4731         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4732         flush_work(&wfc.work);
4733         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4734         return wfc.ret;
4735 }
4736 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4737 #endif /* CONFIG_SMP */
4738
4739 #ifdef CONFIG_FREEZER
4740
4741 /**
4742  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4743  *
4744  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4745  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4746  * pool->worklist.
4747  *
4748  * CONTEXT:
4749  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4750  */
4751 void freeze_workqueues_begin(void)
4752 {
4753         struct workqueue_struct *wq;
4754         struct pool_workqueue *pwq;
4755
4756         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4757
4758         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4759         workqueue_freezing = true;
4760
4761         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4762                 mutex_lock(&wq->mutex);
4763                 for_each_pwq(pwq, wq)
4764                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4765                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4766         }
4767
4768         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4769 }
4770
4771 /**
4772  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4773  *
4774  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4775  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4776  *
4777  * CONTEXT:
4778  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4779  *
4780  * Return:
4781  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4782  * is complete.
4783  */
4784 bool freeze_workqueues_busy(void)
4785 {
4786         bool busy = false;
4787         struct workqueue_struct *wq;
4788         struct pool_workqueue *pwq;
4789
4790         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4791
4792         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4793
4794         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4795                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4796                         continue;
4797                 /*
4798                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4799                  * to peek without lock.
4800                  */
4801                 rcu_read_lock_sched();
4802                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4803                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4804                         if (pwq->nr_active) {
4805                                 busy = true;
4806                                 rcu_read_unlock_sched();
4807                                 goto out_unlock;
4808                         }
4809                 }
4810                 rcu_read_unlock_sched();
4811         }
4812 out_unlock:
4813         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4814         return busy;
4815 }
4816
4817 /**
4818  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4819  *
4820  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4821  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4822  *
4823  * CONTEXT:
4824  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4825  */
4826 void thaw_workqueues(void)
4827 {
4828         struct workqueue_struct *wq;
4829         struct pool_workqueue *pwq;
4830
4831         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4832
4833         if (!workqueue_freezing)
4834                 goto out_unlock;
4835
4836         workqueue_freezing = false;
4837
4838         /* restore max_active and repopulate worklist */
4839         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4840                 mutex_lock(&wq->mutex);
4841                 for_each_pwq(pwq, wq)
4842                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4843                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4844         }
4845
4846 out_unlock:
4847         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4848 }
4849 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4850
4851 static int workqueue_apply_unbound_cpumask(void)
4852 {
4853         LIST_HEAD(ctxs);
4854         int ret = 0;
4855         struct workqueue_struct *wq;
4856         struct apply_wqattrs_ctx *ctx, *n;
4857
4858         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4859
4860         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4861                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4862                         continue;
4863                 /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
4864                 if (wq->flags & __WQ_ORDERED)
4865                         continue;
4866
4867                 ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, wq->unbound_attrs);
4868                 if (!ctx) {
4869                         ret = -ENOMEM;
4870                         break;
4871                 }
4872
4873                 list_add_tail(&ctx->list, &ctxs);
4874         }
4875
4876         list_for_each_entry_safe(ctx, n, &ctxs, list) {
4877                 if (!ret)
4878                         apply_wqattrs_commit(ctx);
4879                 apply_wqattrs_cleanup(ctx);
4880         }
4881
4882         return ret;
4883 }
4884
4885 /**
4886  *  workqueue_set_unbound_cpumask - Set the low-level unbound cpumask
4887  *  @cpumask: the cpumask to set
4888  *
4889  *  The low-level workqueues cpumask is a global cpumask that limits
4890  *  the affinity of all unbound workqueues.  This function check the @cpumask
4891  *  and apply it to all unbound workqueues and updates all pwqs of them.
4892  *
4893  *  Retun:      0       - Success
4894  *              -EINVAL - Invalid @cpumask
4895  *              -ENOMEM - Failed to allocate memory for attrs or pwqs.
4896  */
4897 int workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask_var_t cpumask)
4898 {
4899         int ret = -EINVAL;
4900         cpumask_var_t saved_cpumask;
4901
4902         if (!zalloc_cpumask_var(&saved_cpumask, GFP_KERNEL))
4903                 return -ENOMEM;
4904
4905         cpumask_and(cpumask, cpumask, cpu_possible_mask);
4906         if (!cpumask_empty(cpumask)) {
4907                 apply_wqattrs_lock();
4908
4909                 /* save the old wq_unbound_cpumask. */
4910                 cpumask_copy(saved_cpumask, wq_unbound_cpumask);
4911
4912                 /* update wq_unbound_cpumask at first and apply it to wqs. */
4913                 cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpumask);
4914                 ret = workqueue_apply_unbound_cpumask();
4915
4916                 /* restore the wq_unbound_cpumask when failed. */
4917                 if (ret < 0)
4918                         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, saved_cpumask);
4919
4920                 apply_wqattrs_unlock();
4921         }
4922
4923         free_cpumask_var(saved_cpumask);
4924         return ret;
4925 }
4926
4927 #ifdef CONFIG_SYSFS
4928 /*
4929  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
4930  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
4931  * following attributes.
4932  *
4933  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
4934  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
4935  *
4936  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
4937  *
4938  *  id          RO int  : the associated pool ID
4939  *  nice        RW int  : nice value of the workers
4940  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
4941  */
4942 struct wq_device {
4943         struct workqueue_struct         *wq;
4944         struct device                   dev;
4945 };
4946
4947 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
4948 {
4949         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
4950
4951         return wq_dev->wq;
4952 }
4953
4954 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
4955                             char *buf)
4956 {
4957         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4958
4959         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
4960 }
4961 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
4962
4963 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
4964                                struct device_attribute *attr, char *buf)
4965 {
4966         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4967
4968         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
4969 }
4970
4971 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
4972                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
4973                                 size_t count)
4974 {
4975         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4976         int val;
4977
4978         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
4979                 return -EINVAL;
4980
4981         workqueue_set_max_active(wq, val);
4982         return count;
4983 }
4984 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
4985
4986 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
4987         &dev_attr_per_cpu.attr,
4988         &dev_attr_max_active.attr,
4989         NULL,
4990 };
4991 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
4992
4993 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
4994                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
4995 {
4996         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4997         const char *delim = "";
4998         int node, written = 0;
4999
5000         rcu_read_lock_sched();
5001         for_each_node(node) {
5002                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
5003                                      "%s%d:%d", delim, node,
5004                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
5005                 delim = " ";
5006         }
5007         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
5008         rcu_read_unlock_sched();
5009
5010         return written;
5011 }
5012
5013 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5014                             char *buf)
5015 {
5016         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5017         int written;
5018
5019         mutex_lock(&wq->mutex);
5020         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
5021         mutex_unlock(&wq->mutex);
5022
5023         return written;
5024 }
5025
5026 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
5027 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
5028 {
5029         struct workqueue_attrs *attrs;
5030
5031         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
5032
5033         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5034         if (!attrs)
5035                 return NULL;
5036
5037         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
5038         return attrs;
5039 }
5040
5041 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5042                              const char *buf, size_t count)
5043 {
5044         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5045         struct workqueue_attrs *attrs;
5046         int ret = -ENOMEM;
5047
5048         apply_wqattrs_lock();
5049
5050         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5051         if (!attrs)
5052                 goto out_unlock;
5053
5054         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
5055             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
5056                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5057         else
5058                 ret = -EINVAL;
5059
5060 out_unlock:
5061         apply_wqattrs_unlock();
5062         free_workqueue_attrs(attrs);
5063         return ret ?: count;
5064 }
5065
5066 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
5067                                struct device_attribute *attr, char *buf)
5068 {
5069         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5070         int written;
5071
5072         mutex_lock(&wq->mutex);
5073         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5074                             cpumask_pr_args(wq->unbound_attrs->cpumask));
5075         mutex_unlock(&wq->mutex);
5076         return written;
5077 }
5078
5079 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
5080                                 struct device_attribute *attr,
5081                                 const char *buf, size_t count)
5082 {
5083         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5084         struct workqueue_attrs *attrs;
5085         int ret = -ENOMEM;
5086
5087         apply_wqattrs_lock();
5088
5089         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5090         if (!attrs)
5091                 goto out_unlock;
5092
5093         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
5094         if (!ret)
5095                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5096
5097 out_unlock:
5098         apply_wqattrs_unlock();
5099         free_workqueue_attrs(attrs);
5100         return ret ?: count;
5101 }
5102
5103 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5104                             char *buf)
5105 {
5106         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5107         int written;
5108
5109         mutex_lock(&wq->mutex);
5110         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
5111                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
5112         mutex_unlock(&wq->mutex);
5113
5114         return written;
5115 }
5116
5117 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5118                              const char *buf, size_t count)
5119 {
5120         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5121         struct workqueue_attrs *attrs;
5122         int v, ret = -ENOMEM;
5123
5124         apply_wqattrs_lock();
5125
5126         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5127         if (!attrs)
5128                 goto out_unlock;
5129
5130         ret = -EINVAL;
5131         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
5132                 attrs->no_numa = !v;
5133                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5134         }
5135
5136 out_unlock:
5137         apply_wqattrs_unlock();
5138         free_workqueue_attrs(attrs);
5139         return ret ?: count;
5140 }
5141
5142 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
5143         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
5144         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
5145         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
5146         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
5147         __ATTR_NULL,
5148 };
5149
5150 static struct bus_type wq_subsys = {
5151         .name                           = "workqueue",
5152         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
5153 };
5154
5155 static ssize_t wq_unbound_cpumask_show(struct device *dev,
5156                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5157 {
5158         int written;
5159
5160         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5161         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5162                             cpumask_pr_args(wq_unbound_cpumask));
5163         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5164
5165         return written;
5166 }
5167
5168 static ssize_t wq_unbound_cpumask_store(struct device *dev,
5169                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
5170 {
5171         cpumask_var_t cpumask;
5172         int ret;
5173
5174         if (!zalloc_cpumask_var(&cpumask, GFP_KERNEL))
5175                 return -ENOMEM;
5176
5177         ret = cpumask_parse(buf, cpumask);
5178         if (!ret)
5179                 ret = workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask);
5180
5181         free_cpumask_var(cpumask);
5182         return ret ? ret : count;
5183 }
5184
5185 static struct device_attribute wq_sysfs_cpumask_attr =
5186         __ATTR(cpumask, 0644, wq_unbound_cpumask_show,
5187                wq_unbound_cpumask_store);
5188
5189 static int __init wq_sysfs_init(void)
5190 {
5191         int err;
5192
5193         err = subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
5194         if (err)
5195                 return err;
5196
5197         return device_create_file(wq_subsys.dev_root, &wq_sysfs_cpumask_attr);
5198 }
5199 core_initcall(wq_sysfs_init);
5200
5201 static void wq_device_release(struct device *dev)
5202 {
5203         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
5204
5205         kfree(wq_dev);
5206 }
5207
5208 /**
5209  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
5210  * @wq: the workqueue to register
5211  *
5212  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
5213  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
5214  * which is the preferred method.
5215  *
5216  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
5217  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
5218  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
5219  * attributes.
5220  *
5221  * Return: 0 on success, -errno on failure.
5222  */
5223 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
5224 {
5225         struct wq_device *wq_dev;
5226         int ret;
5227
5228         /*
5229          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applying
5230          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
5231          * workqueues.
5232          */
5233         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
5234                 return -EINVAL;
5235
5236         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
5237         if (!wq_dev)
5238                 return -ENOMEM;
5239
5240         wq_dev->wq = wq;
5241         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
5242         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
5243         dev_set_name(&wq_dev->dev, "%s", wq->name);
5244
5245         /*
5246          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
5247          * everything is ready.
5248          */
5249         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
5250
5251         ret = device_register(&wq_dev->dev);
5252         if (ret) {
5253                 kfree(wq_dev);
5254                 wq->wq_dev = NULL;
5255                 return ret;
5256         }
5257
5258         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
5259                 struct device_attribute *attr;
5260
5261                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
5262                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
5263                         if (ret) {
5264                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
5265                                 wq->wq_dev = NULL;
5266                                 return ret;
5267                         }
5268                 }
5269         }
5270
5271         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
5272         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
5273         return 0;
5274 }
5275
5276 /**
5277  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
5278  * @wq: the workqueue to unregister
5279  *
5280  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
5281  */
5282 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
5283 {
5284         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
5285
5286         if (!wq->wq_dev)
5287                 return;
5288
5289         wq->wq_dev = NULL;
5290         device_unregister(&wq_dev->dev);
5291 }
5292 #else   /* CONFIG_SYSFS */
5293 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
5294 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
5295
5296 /*
5297  * Workqueue watchdog.
5298  *
5299  * Stall may be caused by various bugs - missing WQ_MEM_RECLAIM, illegal
5300  * flush dependency, a concurrency managed work item which stays RUNNING
5301  * indefinitely.  Workqueue stalls can be very difficult to debug as the
5302  * usual warning mechanisms don't trigger and internal workqueue state is
5303  * largely opaque.
5304  *
5305  * Workqueue watchdog monitors all worker pools periodically and dumps
5306  * state if some pools failed to make forward progress for a while where
5307  * forward progress is defined as the first item on ->worklist changing.
5308  *
5309  * This mechanism is controlled through the kernel parameter
5310  * "workqueue.watchdog_thresh" which can be updated at runtime through the
5311  * corresponding sysfs parameter file.
5312  */
5313 #ifdef CONFIG_WQ_WATCHDOG
5314
5315 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data);
5316
5317 static unsigned long wq_watchdog_thresh = 30;
5318 static struct timer_list wq_watchdog_timer =
5319         TIMER_DEFERRED_INITIALIZER(wq_watchdog_timer_fn, 0, 0);
5320
5321 static unsigned long wq_watchdog_touched = INITIAL_JIFFIES;
5322 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, wq_watchdog_touched_cpu) = INITIAL_JIFFIES;
5323
5324 static void wq_watchdog_reset_touched(void)
5325 {
5326         int cpu;
5327
5328         wq_watchdog_touched = jiffies;
5329         for_each_possible_cpu(cpu)
5330                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5331 }
5332
5333 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data)
5334 {
5335         unsigned long thresh = READ_ONCE(wq_watchdog_thresh) * HZ;
5336         bool lockup_detected = false;
5337         struct worker_pool *pool;
5338         int pi;
5339
5340         if (!thresh)
5341                 return;
5342
5343         rcu_read_lock();
5344
5345         for_each_pool(pool, pi) {
5346                 unsigned long pool_ts, touched, ts;
5347
5348                 if (list_empty(&pool->worklist))
5349                         continue;
5350
5351                 /* get the latest of pool and touched timestamps */
5352                 pool_ts = READ_ONCE(pool->watchdog_ts);
5353                 touched = READ_ONCE(wq_watchdog_touched);
5354
5355                 if (time_after(pool_ts, touched))
5356                         ts = pool_ts;
5357                 else
5358                         ts = touched;
5359
5360                 if (pool->cpu >= 0) {
5361                         unsigned long cpu_touched =
5362                                 READ_ONCE(per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu,
5363                                                   pool->cpu));
5364                         if (time_after(cpu_touched, ts))
5365                                 ts = cpu_touched;
5366                 }
5367
5368                 /* did we stall? */
5369                 if (time_after(jiffies, ts + thresh)) {
5370                         lockup_detected = true;
5371                         pr_emerg("BUG: workqueue lockup - pool");
5372                         pr_cont_pool_info(pool);
5373                         pr_cont(" stuck for %us!\n",
5374                                 jiffies_to_msecs(jiffies - pool_ts) / 1000);
5375                 }
5376         }
5377
5378         rcu_read_unlock();
5379
5380         if (lockup_detected)
5381                 show_workqueue_state();
5382
5383         wq_watchdog_reset_touched();
5384         mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh);
5385 }
5386
5387 void wq_watchdog_touch(int cpu)
5388 {
5389         if (cpu >= 0)
5390                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5391         else
5392                 wq_watchdog_touched = jiffies;
5393 }
5394
5395 static void wq_watchdog_set_thresh(unsigned long thresh)
5396 {
5397         wq_watchdog_thresh = 0;
5398         del_timer_sync(&wq_watchdog_timer);
5399
5400         if (thresh) {
5401                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5402                 wq_watchdog_reset_touched();
5403                 mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh * HZ);
5404         }
5405 }
5406
5407 static int wq_watchdog_param_set_thresh(const char *val,
5408                                         const struct kernel_param *kp)
5409 {
5410         unsigned long thresh;
5411         int ret;
5412
5413         ret = kstrtoul(val, 0, &thresh);
5414         if (ret)
5415                 return ret;
5416
5417         if (system_wq)
5418                 wq_watchdog_set_thresh(thresh);
5419         else
5420                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5421
5422         return 0;
5423 }
5424
5425 static const struct kernel_param_ops wq_watchdog_thresh_ops = {
5426         .set    = wq_watchdog_param_set_thresh,
5427         .get    = param_get_ulong,
5428 };
5429
5430 module_param_cb(watchdog_thresh, &wq_watchdog_thresh_ops, &wq_watchdog_thresh,
5431                 0644);
5432
5433 static void wq_watchdog_init(void)
5434 {
5435         wq_watchdog_set_thresh(wq_watchdog_thresh);
5436 }
5437
5438 #else   /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5439
5440 static inline void wq_watchdog_init(void) { }
5441
5442 #endif  /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5443
5444 static void __init wq_numa_init(void)
5445 {
5446         cpumask_var_t *tbl;
5447         int node, cpu;
5448
5449         if (num_possible_nodes() <= 1)
5450                 return;
5451
5452         if (wq_disable_numa) {
5453                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
5454                 return;
5455         }
5456
5457         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5458         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
5459
5460         /*
5461          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5462          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5463          * fully initialized by now.
5464          */
5465         tbl = kzalloc(nr_node_ids * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5466         BUG_ON(!tbl);
5467
5468         for_each_node(node)
5469                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5470                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5471
5472         for_each_possible_cpu(cpu) {
5473                 node = cpu_to_node(cpu);
5474                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5475                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5476                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5477                         return;
5478                 }
5479                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5480         }
5481
5482         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5483         wq_numa_enabled = true;
5484 }
5485
5486 /**
5487  * workqueue_init_early - early init for workqueue subsystem
5488  *
5489  * This is the first half of two-staged workqueue subsystem initialization
5490  * and invoked as soon as the bare basics - memory allocation, cpumasks and
5491  * idr are up.  It sets up all the data structures and system workqueues
5492  * and allows early boot code to create workqueues and queue/cancel work
5493  * items.  Actual work item execution starts only after kthreads can be
5494  * created and scheduled right before early initcalls.
5495  */
5496 int __init workqueue_init_early(void)
5497 {
5498         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5499         int i, cpu;
5500
5501         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5502
5503         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&wq_unbound_cpumask, GFP_KERNEL));
5504         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpu_possible_mask);
5505
5506         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5507
5508         /* initialize CPU pools */
5509         for_each_possible_cpu(cpu) {
5510                 struct worker_pool *pool;
5511
5512                 i = 0;
5513                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5514                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5515                         pool->cpu = cpu;
5516                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5517                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5518                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5519
5520                         /* alloc pool ID */
5521                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5522                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5523                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5524                 }
5525         }
5526
5527         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5528         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5529                 struct workqueue_attrs *attrs;
5530
5531                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5532                 attrs->nice = std_nice[i];
5533                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5534
5535                 /*
5536                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5537                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5538                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5539                  */
5540                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5541                 attrs->nice = std_nice[i];
5542                 attrs->no_numa = true;
5543                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5544         }
5545
5546         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5547         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5548         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5549         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5550                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5551         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5552                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5553         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5554                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5555         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5556                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5557                                               0);
5558         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5559                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5560                !system_power_efficient_wq ||
5561                !system_freezable_power_efficient_wq);
5562
5563         return 0;
5564 }
5565
5566 /**
5567  * workqueue_init - bring workqueue subsystem fully online
5568  *
5569  * This is the latter half of two-staged workqueue subsystem initialization
5570  * and invoked as soon as kthreads can be created and scheduled.
5571  * Workqueues have been created and work items queued on them, but there
5572  * are no kworkers executing the work items yet.  Populate the worker pools
5573  * with the initial workers and enable future kworker creations.
5574  */
5575 int __init workqueue_init(void)
5576 {
5577         struct workqueue_struct *wq;
5578         struct worker_pool *pool;
5579         int cpu, bkt;
5580
5581         /*
5582          * It'd be simpler to initialize NUMA in workqueue_init_early() but
5583          * CPU to node mapping may not be available that early on some
5584          * archs such as power and arm64.  As per-cpu pools created
5585          * previously could be missing node hint and unbound pools NUMA
5586          * affinity, fix them up.
5587          */
5588         wq_numa_init();
5589
5590         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5591
5592         for_each_possible_cpu(cpu) {
5593                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5594                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5595                 }
5596         }
5597
5598         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
5599                 wq_update_unbound_numa(wq, smp_processor_id(), true);
5600
5601         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5602
5603         /* create the initial workers */
5604         for_each_online_cpu(cpu) {
5605                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5606                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5607                         BUG_ON(!create_worker(pool));
5608                 }
5609         }
5610
5611         hash_for_each(unbound_pool_hash, bkt, pool, hash_node)
5612                 BUG_ON(!create_worker(pool));
5613
5614         wq_online = true;
5615         wq_watchdog_init();
5616
5617         return 0;
5618 }