Merge tag 'armsoc-dt64' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm/arm-soc
[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_numa_enabled;            /* unbound NUMA affinity enabled */
294
295 /* buf for wq_update_unbound_numa_attrs(), protected by CPU hotplug exclusion */
296 static struct workqueue_attrs *wq_update_unbound_numa_attrs_buf;
297
298 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
299 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
300
301 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PR: list of all workqueues */
302 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
303
304 /* PL: allowable cpus for unbound wqs and work items */
305 static cpumask_var_t wq_unbound_cpumask;
306
307 /* CPU where unbound work was last round robin scheduled from this CPU */
308 static DEFINE_PER_CPU(int, wq_rr_cpu_last);
309
310 /*
311  * Local execution of unbound work items is no longer guaranteed.  The
312  * following always forces round-robin CPU selection on unbound work items
313  * to uncover usages which depend on it.
314  */
315 #ifdef CONFIG_DEBUG_WQ_FORCE_RR_CPU
316 static bool wq_debug_force_rr_cpu = true;
317 #else
318 static bool wq_debug_force_rr_cpu = false;
319 #endif
320 module_param_named(debug_force_rr_cpu, wq_debug_force_rr_cpu, bool, 0644);
321
322 /* the per-cpu worker pools */
323 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS], cpu_worker_pools);
324
325 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
326
327 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
328 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
329
330 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
331 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
332
333 /* I: attributes used when instantiating ordered pools on demand */
334 static struct workqueue_attrs *ordered_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
335
336 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
337 EXPORT_SYMBOL(system_wq);
338 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
339 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
340 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
341 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
342 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
343 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
344 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
345 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
346 struct workqueue_struct *system_power_efficient_wq __read_mostly;
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_power_efficient_wq);
348 struct workqueue_struct *system_freezable_power_efficient_wq __read_mostly;
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_power_efficient_wq);
350
351 static int worker_thread(void *__worker);
352 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq);
353
354 #define CREATE_TRACE_POINTS
355 #include <trace/events/workqueue.h>
356
357 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
358         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
359                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
360                          "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
361
362 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
363         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
364                          !lockdep_is_held(&wq->mutex),                  \
365                          "sched RCU or wq->mutex should be held")
366
367 #define assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq)                        \
368         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held() &&                 \
369                          !lockdep_is_held(&wq->mutex) &&                \
370                          !lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),              \
371                          "sched RCU, wq->mutex or wq_pool_mutex should be held")
372
373 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
374         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
375              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
376              (pool)++)
377
378 /**
379  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
380  * @pool: iteration cursor
381  * @pi: integer used for iteration
382  *
383  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
384  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
385  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
386  *
387  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
388  * ignored.
389  */
390 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
391         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
392                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
393                 else
394
395 /**
396  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
397  * @worker: iteration cursor
398  * @pool: worker_pool to iterate workers of
399  *
400  * This must be called with @pool->attach_mutex.
401  *
402  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
403  * ignored.
404  */
405 #define for_each_pool_worker(worker, pool)                              \
406         list_for_each_entry((worker), &(pool)->workers, node)           \
407                 if (({ lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex); false; })) { } \
408                 else
409
410 /**
411  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
412  * @pwq: iteration cursor
413  * @wq: the target workqueue
414  *
415  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
416  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
417  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
418  *
419  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
420  * ignored.
421  */
422 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
423         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
424                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
425                 else
426
427 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
428
429 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
430
431 static void *work_debug_hint(void *addr)
432 {
433         return ((struct work_struct *) addr)->func;
434 }
435
436 /*
437  * fixup_init is called when:
438  * - an active object is initialized
439  */
440 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
441 {
442         struct work_struct *work = addr;
443
444         switch (state) {
445         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
446                 cancel_work_sync(work);
447                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
448                 return 1;
449         default:
450                 return 0;
451         }
452 }
453
454 /*
455  * fixup_activate is called when:
456  * - an active object is activated
457  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
458  */
459 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
460 {
461         struct work_struct *work = addr;
462
463         switch (state) {
464
465         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
466                 /*
467                  * This is not really a fixup. The work struct was
468                  * statically initialized. We just make sure that it
469                  * is tracked in the object tracker.
470                  */
471                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
472                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
473                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
474                         return 0;
475                 }
476                 WARN_ON_ONCE(1);
477                 return 0;
478
479         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
480                 WARN_ON(1);
481
482         default:
483                 return 0;
484         }
485 }
486
487 /*
488  * fixup_free is called when:
489  * - an active object is freed
490  */
491 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
492 {
493         struct work_struct *work = addr;
494
495         switch (state) {
496         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
497                 cancel_work_sync(work);
498                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
499                 return 1;
500         default:
501                 return 0;
502         }
503 }
504
505 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
506         .name           = "work_struct",
507         .debug_hint     = work_debug_hint,
508         .fixup_init     = work_fixup_init,
509         .fixup_activate = work_fixup_activate,
510         .fixup_free     = work_fixup_free,
511 };
512
513 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
514 {
515         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
516 }
517
518 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
519 {
520         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
521 }
522
523 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
524 {
525         if (onstack)
526                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
527         else
528                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
529 }
530 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
531
532 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
533 {
534         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
535 }
536 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
537
538 void destroy_delayed_work_on_stack(struct delayed_work *work)
539 {
540         destroy_timer_on_stack(&work->timer);
541         debug_object_free(&work->work, &work_debug_descr);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_delayed_work_on_stack);
544
545 #else
546 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
547 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
548 #endif
549
550 /**
551  * worker_pool_assign_id - allocate ID and assing it to @pool
552  * @pool: the pool pointer of interest
553  *
554  * Returns 0 if ID in [0, WORK_OFFQ_POOL_NONE) is allocated and assigned
555  * successfully, -errno on failure.
556  */
557 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
558 {
559         int ret;
560
561         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
562
563         ret = idr_alloc(&worker_pool_idr, pool, 0, WORK_OFFQ_POOL_NONE,
564                         GFP_KERNEL);
565         if (ret >= 0) {
566                 pool->id = ret;
567                 return 0;
568         }
569         return ret;
570 }
571
572 /**
573  * unbound_pwq_by_node - return the unbound pool_workqueue for the given node
574  * @wq: the target workqueue
575  * @node: the node ID
576  *
577  * This must be called with any of wq_pool_mutex, wq->mutex or sched RCU
578  * read locked.
579  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
580  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
581  *
582  * Return: The unbound pool_workqueue for @node.
583  */
584 static struct pool_workqueue *unbound_pwq_by_node(struct workqueue_struct *wq,
585                                                   int node)
586 {
587         assert_rcu_or_wq_mutex_or_pool_mutex(wq);
588
589         /*
590          * XXX: @node can be NUMA_NO_NODE if CPU goes offline while a
591          * delayed item is pending.  The plan is to keep CPU -> NODE
592          * mapping valid and stable across CPU on/offlines.  Once that
593          * happens, this workaround can be removed.
594          */
595         if (unlikely(node == NUMA_NO_NODE))
596                 return wq->dfl_pwq;
597
598         return rcu_dereference_raw(wq->numa_pwq_tbl[node]);
599 }
600
601 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
602 {
603         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
604 }
605
606 static int get_work_color(struct work_struct *work)
607 {
608         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
609                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
610 }
611
612 static int work_next_color(int color)
613 {
614         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
615 }
616
617 /*
618  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
619  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
620  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
621  *
622  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
623  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
624  * work->data.  These functions should only be called while the work is
625  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
626  *
627  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
628  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
629  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
630  * available only while the work item is queued.
631  *
632  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
633  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
634  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
635  * try to steal the PENDING bit.
636  */
637 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
638                                  unsigned long flags)
639 {
640         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
641         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
642 }
643
644 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
645                          unsigned long extra_flags)
646 {
647         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
648                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
649 }
650
651 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
652                                            int pool_id)
653 {
654         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
655                       WORK_STRUCT_PENDING);
656 }
657
658 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
659                                             int pool_id)
660 {
661         /*
662          * The following wmb is paired with the implied mb in
663          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
664          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
665          * owner.
666          */
667         smp_wmb();
668         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
669         /*
670          * The following mb guarantees that previous clear of a PENDING bit
671          * will not be reordered with any speculative LOADS or STORES from
672          * work->current_func, which is executed afterwards.  This possible
673          * reordering can lead to a missed execution on attempt to qeueue
674          * the same @work.  E.g. consider this case:
675          *
676          *   CPU#0                         CPU#1
677          *   ----------------------------  --------------------------------
678          *
679          * 1  STORE event_indicated
680          * 2  queue_work_on() {
681          * 3    test_and_set_bit(PENDING)
682          * 4 }                             set_..._and_clear_pending() {
683          * 5                                 set_work_data() # clear bit
684          * 6                                 smp_mb()
685          * 7                               work->current_func() {
686          * 8                                  LOAD event_indicated
687          *                                 }
688          *
689          * Without an explicit full barrier speculative LOAD on line 8 can
690          * be executed before CPU#0 does STORE on line 1.  If that happens,
691          * CPU#0 observes the PENDING bit is still set and new execution of
692          * a @work is not queued in a hope, that CPU#1 will eventually
693          * finish the queued @work.  Meanwhile CPU#1 does not see
694          * event_indicated is set, because speculative LOAD was executed
695          * before actual STORE.
696          */
697         smp_mb();
698 }
699
700 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
701 {
702         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
703         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
704 }
705
706 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
707 {
708         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
709
710         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
711                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
712         else
713                 return NULL;
714 }
715
716 /**
717  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
718  * @work: the work item of interest
719  *
720  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
721  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
722  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
723  *
724  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
725  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
726  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
727  * returned pool is and stays online.
728  *
729  * Return: The worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
730  */
731 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
732 {
733         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
734         int pool_id;
735
736         assert_rcu_or_pool_mutex();
737
738         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
739                 return ((struct pool_workqueue *)
740                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
741
742         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
743         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
744                 return NULL;
745
746         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
747 }
748
749 /**
750  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
751  * @work: the work item of interest
752  *
753  * Return: The worker_pool ID @work was last associated with.
754  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
755  */
756 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
757 {
758         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
759
760         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
761                 return ((struct pool_workqueue *)
762                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
763
764         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
765 }
766
767 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
768 {
769         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
770
771         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
772         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
773 }
774
775 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
776 {
777         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
778
779         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
780 }
781
782 /*
783  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
784  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
785  * they're being called with pool->lock held.
786  */
787
788 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
789 {
790         return !atomic_read(&pool->nr_running);
791 }
792
793 /*
794  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
795  * running workers.
796  *
797  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
798  * function will always return %true for unbound pools as long as the
799  * worklist isn't empty.
800  */
801 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
802 {
803         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
804 }
805
806 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
807 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
808 {
809         return pool->nr_idle;
810 }
811
812 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
813 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
814 {
815         return !list_empty(&pool->worklist) &&
816                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
817 }
818
819 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
820 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
821 {
822         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
823 }
824
825 /* Do we have too many workers and should some go away? */
826 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
827 {
828         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
829         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
830         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
831
832         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
833 }
834
835 /*
836  * Wake up functions.
837  */
838
839 /* Return the first idle worker.  Safe with preemption disabled */
840 static struct worker *first_idle_worker(struct worker_pool *pool)
841 {
842         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
843                 return NULL;
844
845         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
846 }
847
848 /**
849  * wake_up_worker - wake up an idle worker
850  * @pool: worker pool to wake worker from
851  *
852  * Wake up the first idle worker of @pool.
853  *
854  * CONTEXT:
855  * spin_lock_irq(pool->lock).
856  */
857 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
858 {
859         struct worker *worker = first_idle_worker(pool);
860
861         if (likely(worker))
862                 wake_up_process(worker->task);
863 }
864
865 /**
866  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
867  * @task: task waking up
868  * @cpu: CPU @task is waking up to
869  *
870  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
871  * being awoken.
872  *
873  * CONTEXT:
874  * spin_lock_irq(rq->lock)
875  */
876 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
877 {
878         struct worker *worker = kthread_data(task);
879
880         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
881                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
882                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
883         }
884 }
885
886 /**
887  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
888  * @task: task going to sleep
889  *
890  * This function is called during schedule() when a busy worker is
891  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
892  * returning pointer to its task.
893  *
894  * CONTEXT:
895  * spin_lock_irq(rq->lock)
896  *
897  * Return:
898  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
899  */
900 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task)
901 {
902         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
903         struct worker_pool *pool;
904
905         /*
906          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
907          * workers, also reach here, let's not access anything before
908          * checking NOT_RUNNING.
909          */
910         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
911                 return NULL;
912
913         pool = worker->pool;
914
915         /* this can only happen on the local cpu */
916         if (WARN_ON_ONCE(pool->cpu != raw_smp_processor_id()))
917                 return NULL;
918
919         /*
920          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
921          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
922          * Please read comment there.
923          *
924          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
925          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
926          * disabled, which in turn means that none else could be
927          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
928          * lock is safe.
929          */
930         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
931             !list_empty(&pool->worklist))
932                 to_wakeup = first_idle_worker(pool);
933         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
934 }
935
936 /**
937  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
938  * @worker: self
939  * @flags: flags to set
940  *
941  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
942  *
943  * CONTEXT:
944  * spin_lock_irq(pool->lock)
945  */
946 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
947 {
948         struct worker_pool *pool = worker->pool;
949
950         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
951
952         /* If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running. */
953         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
954             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
955                 atomic_dec(&pool->nr_running);
956         }
957
958         worker->flags |= flags;
959 }
960
961 /**
962  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
963  * @worker: self
964  * @flags: flags to clear
965  *
966  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
967  *
968  * CONTEXT:
969  * spin_lock_irq(pool->lock)
970  */
971 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
972 {
973         struct worker_pool *pool = worker->pool;
974         unsigned int oflags = worker->flags;
975
976         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
977
978         worker->flags &= ~flags;
979
980         /*
981          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
982          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
983          * of multiple flags, not a single flag.
984          */
985         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
986                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
987                         atomic_inc(&pool->nr_running);
988 }
989
990 /**
991  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
992  * @pool: pool of interest
993  * @work: work to find worker for
994  *
995  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
996  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
997  * to match, its current execution should match the address of @work and
998  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
999  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
1000  * being executed.
1001  *
1002  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
1003  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
1004  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
1005  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
1006  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
1007  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
1008  *
1009  * This function checks the work item address and work function to avoid
1010  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
1011  * work function which can introduce dependency onto itself through a
1012  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
1013  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
1014  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
1015  *
1016  * CONTEXT:
1017  * spin_lock_irq(pool->lock).
1018  *
1019  * Return:
1020  * Pointer to worker which is executing @work if found, %NULL
1021  * otherwise.
1022  */
1023 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
1024                                                  struct work_struct *work)
1025 {
1026         struct worker *worker;
1027
1028         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
1029                                (unsigned long)work)
1030                 if (worker->current_work == work &&
1031                     worker->current_func == work->func)
1032                         return worker;
1033
1034         return NULL;
1035 }
1036
1037 /**
1038  * move_linked_works - move linked works to a list
1039  * @work: start of series of works to be scheduled
1040  * @head: target list to append @work to
1041  * @nextp: out parameter for nested worklist walking
1042  *
1043  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1044  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1045  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1046  *
1047  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1048  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1049  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1050  *
1051  * CONTEXT:
1052  * spin_lock_irq(pool->lock).
1053  */
1054 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1055                               struct work_struct **nextp)
1056 {
1057         struct work_struct *n;
1058
1059         /*
1060          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1061          * use NULL for list head.
1062          */
1063         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1064                 list_move_tail(&work->entry, head);
1065                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1066                         break;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1071          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1072          * needs to be updated.
1073          */
1074         if (nextp)
1075                 *nextp = n;
1076 }
1077
1078 /**
1079  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
1080  * @pwq: pool_workqueue to get
1081  *
1082  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
1083  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
1084  */
1085 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1086 {
1087         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1088         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1089         pwq->refcnt++;
1090 }
1091
1092 /**
1093  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1094  * @pwq: pool_workqueue to put
1095  *
1096  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1097  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1098  */
1099 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1100 {
1101         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1102         if (likely(--pwq->refcnt))
1103                 return;
1104         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1105                 return;
1106         /*
1107          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1108          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1109          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1110          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1111          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1112          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1113          */
1114         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1115 }
1116
1117 /**
1118  * put_pwq_unlocked - put_pwq() with surrounding pool lock/unlock
1119  * @pwq: pool_workqueue to put (can be %NULL)
1120  *
1121  * put_pwq() with locking.  This function also allows %NULL @pwq.
1122  */
1123 static void put_pwq_unlocked(struct pool_workqueue *pwq)
1124 {
1125         if (pwq) {
1126                 /*
1127                  * As both pwqs and pools are sched-RCU protected, the
1128                  * following lock operations are safe.
1129                  */
1130                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
1131                 put_pwq(pwq);
1132                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
1133         }
1134 }
1135
1136 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1137 {
1138         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1139
1140         trace_workqueue_activate_work(work);
1141         if (list_empty(&pwq->pool->worklist))
1142                 pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1143         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1144         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1145         pwq->nr_active++;
1146 }
1147
1148 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1149 {
1150         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1151                                                     struct work_struct, entry);
1152
1153         pwq_activate_delayed_work(work);
1154 }
1155
1156 /**
1157  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1158  * @pwq: pwq of interest
1159  * @color: color of work which left the queue
1160  *
1161  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1162  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1163  *
1164  * CONTEXT:
1165  * spin_lock_irq(pool->lock).
1166  */
1167 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1168 {
1169         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1170         if (color == WORK_NO_COLOR)
1171                 goto out_put;
1172
1173         pwq->nr_in_flight[color]--;
1174
1175         pwq->nr_active--;
1176         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1177                 /* one down, submit a delayed one */
1178                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1179                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1180         }
1181
1182         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1183         if (likely(pwq->flush_color != color))
1184                 goto out_put;
1185
1186         /* are there still in-flight works? */
1187         if (pwq->nr_in_flight[color])
1188                 goto out_put;
1189
1190         /* this pwq is done, clear flush_color */
1191         pwq->flush_color = -1;
1192
1193         /*
1194          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1195          * will handle the rest.
1196          */
1197         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1198                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1199 out_put:
1200         put_pwq(pwq);
1201 }
1202
1203 /**
1204  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1205  * @work: work item to steal
1206  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1207  * @flags: place to store irq state
1208  *
1209  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1210  * stable state - idle, on timer or on worklist.
1211  *
1212  * Return:
1213  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1214  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1215  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1216  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1217  *              for arbitrarily long
1218  *
1219  * Note:
1220  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1221  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1222  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1223  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1224  *
1225  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1226  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1227  *
1228  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1229  */
1230 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1231                                unsigned long *flags)
1232 {
1233         struct worker_pool *pool;
1234         struct pool_workqueue *pwq;
1235
1236         local_irq_save(*flags);
1237
1238         /* try to steal the timer if it exists */
1239         if (is_dwork) {
1240                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1241
1242                 /*
1243                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1244                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1245                  * running on the local CPU.
1246                  */
1247                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1248                         return 1;
1249         }
1250
1251         /* try to claim PENDING the normal way */
1252         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1253                 return 0;
1254
1255         /*
1256          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1257          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1258          */
1259         pool = get_work_pool(work);
1260         if (!pool)
1261                 goto fail;
1262
1263         spin_lock(&pool->lock);
1264         /*
1265          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1266          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1267          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1268          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1269          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1270          * item is currently queued on that pool.
1271          */
1272         pwq = get_work_pwq(work);
1273         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1274                 debug_work_deactivate(work);
1275
1276                 /*
1277                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1278                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1279                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1280                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1281                  * item is activated before grabbing.
1282                  */
1283                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1284                         pwq_activate_delayed_work(work);
1285
1286                 list_del_init(&work->entry);
1287                 pwq_dec_nr_in_flight(pwq, get_work_color(work));
1288
1289                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1290                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1291
1292                 spin_unlock(&pool->lock);
1293                 return 1;
1294         }
1295         spin_unlock(&pool->lock);
1296 fail:
1297         local_irq_restore(*flags);
1298         if (work_is_canceling(work))
1299                 return -ENOENT;
1300         cpu_relax();
1301         return -EAGAIN;
1302 }
1303
1304 /**
1305  * insert_work - insert a work into a pool
1306  * @pwq: pwq @work belongs to
1307  * @work: work to insert
1308  * @head: insertion point
1309  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1310  *
1311  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1312  * work_struct flags.
1313  *
1314  * CONTEXT:
1315  * spin_lock_irq(pool->lock).
1316  */
1317 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1318                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1319 {
1320         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1321
1322         /* we own @work, set data and link */
1323         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1324         list_add_tail(&work->entry, head);
1325         get_pwq(pwq);
1326
1327         /*
1328          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1329          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1330          * around lazily while there are works to be processed.
1331          */
1332         smp_mb();
1333
1334         if (__need_more_worker(pool))
1335                 wake_up_worker(pool);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1340  * same workqueue.
1341  */
1342 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1343 {
1344         struct worker *worker;
1345
1346         worker = current_wq_worker();
1347         /*
1348          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1349          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1350          */
1351         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * When queueing an unbound work item to a wq, prefer local CPU if allowed
1356  * by wq_unbound_cpumask.  Otherwise, round robin among the allowed ones to
1357  * avoid perturbing sensitive tasks.
1358  */
1359 static int wq_select_unbound_cpu(int cpu)
1360 {
1361         static bool printed_dbg_warning;
1362         int new_cpu;
1363
1364         if (likely(!wq_debug_force_rr_cpu)) {
1365                 if (cpumask_test_cpu(cpu, wq_unbound_cpumask))
1366                         return cpu;
1367         } else if (!printed_dbg_warning) {
1368                 pr_warn("workqueue: round-robin CPU selection forced, expect performance impact\n");
1369                 printed_dbg_warning = true;
1370         }
1371
1372         if (cpumask_empty(wq_unbound_cpumask))
1373                 return cpu;
1374
1375         new_cpu = __this_cpu_read(wq_rr_cpu_last);
1376         new_cpu = cpumask_next_and(new_cpu, wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1377         if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids)) {
1378                 new_cpu = cpumask_first_and(wq_unbound_cpumask, cpu_online_mask);
1379                 if (unlikely(new_cpu >= nr_cpu_ids))
1380                         return cpu;
1381         }
1382         __this_cpu_write(wq_rr_cpu_last, new_cpu);
1383
1384         return new_cpu;
1385 }
1386
1387 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1388                          struct work_struct *work)
1389 {
1390         struct pool_workqueue *pwq;
1391         struct worker_pool *last_pool;
1392         struct list_head *worklist;
1393         unsigned int work_flags;
1394         unsigned int req_cpu = cpu;
1395
1396         /*
1397          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1398          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1399          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1400          * happen with IRQ disabled.
1401          */
1402         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1403
1404         debug_work_activate(work);
1405
1406         /* if draining, only works from the same workqueue are allowed */
1407         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1408             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1409                 return;
1410 retry:
1411         if (req_cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1412                 cpu = wq_select_unbound_cpu(raw_smp_processor_id());
1413
1414         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1415         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
1416                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1417         else
1418                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
1419
1420         /*
1421          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1422          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1423          * pool to guarantee non-reentrancy.
1424          */
1425         last_pool = get_work_pool(work);
1426         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1427                 struct worker *worker;
1428
1429                 spin_lock(&last_pool->lock);
1430
1431                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1432
1433                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1434                         pwq = worker->current_pwq;
1435                 } else {
1436                         /* meh... not running there, queue here */
1437                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1438                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1439                 }
1440         } else {
1441                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1442         }
1443
1444         /*
1445          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1446          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1447          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1448          * without another pwq replacing it in the numa_pwq_tbl or while
1449          * work items are executing on it, so the retrying is guaranteed to
1450          * make forward-progress.
1451          */
1452         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1453                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1454                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1455                         cpu_relax();
1456                         goto retry;
1457                 }
1458                 /* oops */
1459                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1460                           wq->name, cpu);
1461         }
1462
1463         /* pwq determined, queue */
1464         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1465
1466         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1467                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1468                 return;
1469         }
1470
1471         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1472         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1473
1474         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1475                 trace_workqueue_activate_work(work);
1476                 pwq->nr_active++;
1477                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1478                 if (list_empty(worklist))
1479                         pwq->pool->watchdog_ts = jiffies;
1480         } else {
1481                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1482                 worklist = &pwq->delayed_works;
1483         }
1484
1485         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1486
1487         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1488 }
1489
1490 /**
1491  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1492  * @cpu: CPU number to execute work on
1493  * @wq: workqueue to use
1494  * @work: work to queue
1495  *
1496  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1497  * can't go away.
1498  *
1499  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1500  */
1501 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1502                    struct work_struct *work)
1503 {
1504         bool ret = false;
1505         unsigned long flags;
1506
1507         local_irq_save(flags);
1508
1509         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1510                 __queue_work(cpu, wq, work);
1511                 ret = true;
1512         }
1513
1514         local_irq_restore(flags);
1515         return ret;
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL(queue_work_on);
1518
1519 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1520 {
1521         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1522
1523         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1524         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1525 }
1526 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1527
1528 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1529                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1530 {
1531         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1532         struct work_struct *work = &dwork->work;
1533
1534         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1535                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1536         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1537         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1538
1539         /*
1540          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1541          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1542          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1543          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1544          */
1545         if (!delay) {
1546                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1547                 return;
1548         }
1549
1550         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1551
1552         dwork->wq = wq;
1553         dwork->cpu = cpu;
1554         timer->expires = jiffies + delay;
1555
1556         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1557                 add_timer_on(timer, cpu);
1558         else
1559                 add_timer(timer);
1560 }
1561
1562 /**
1563  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1564  * @cpu: CPU number to execute work on
1565  * @wq: workqueue to use
1566  * @dwork: work to queue
1567  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1568  *
1569  * Return: %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1570  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1571  * execution.
1572  */
1573 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1574                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1575 {
1576         struct work_struct *work = &dwork->work;
1577         bool ret = false;
1578         unsigned long flags;
1579
1580         /* read the comment in __queue_work() */
1581         local_irq_save(flags);
1582
1583         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1584                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1585                 ret = true;
1586         }
1587
1588         local_irq_restore(flags);
1589         return ret;
1590 }
1591 EXPORT_SYMBOL(queue_delayed_work_on);
1592
1593 /**
1594  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1595  * @cpu: CPU number to execute work on
1596  * @wq: workqueue to use
1597  * @dwork: work to queue
1598  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1599  *
1600  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1601  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1602  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1603  * current state.
1604  *
1605  * Return: %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1606  * pending and its timer was modified.
1607  *
1608  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1609  * See try_to_grab_pending() for details.
1610  */
1611 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1612                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1613 {
1614         unsigned long flags;
1615         int ret;
1616
1617         do {
1618                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1619         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1620
1621         if (likely(ret >= 0)) {
1622                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1623                 local_irq_restore(flags);
1624         }
1625
1626         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1627         return ret;
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1630
1631 /**
1632  * worker_enter_idle - enter idle state
1633  * @worker: worker which is entering idle state
1634  *
1635  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1636  * necessary.
1637  *
1638  * LOCKING:
1639  * spin_lock_irq(pool->lock).
1640  */
1641 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1642 {
1643         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1644
1645         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1646             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1647                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1648                 return;
1649
1650         /* can't use worker_set_flags(), also called from create_worker() */
1651         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1652         pool->nr_idle++;
1653         worker->last_active = jiffies;
1654
1655         /* idle_list is LIFO */
1656         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1657
1658         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1659                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1660
1661         /*
1662          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1663          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1664          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1665          * unbind is not in progress.
1666          */
1667         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1668                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1669                      atomic_read(&pool->nr_running));
1670 }
1671
1672 /**
1673  * worker_leave_idle - leave idle state
1674  * @worker: worker which is leaving idle state
1675  *
1676  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1677  *
1678  * LOCKING:
1679  * spin_lock_irq(pool->lock).
1680  */
1681 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1682 {
1683         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1684
1685         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1686                 return;
1687         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1688         pool->nr_idle--;
1689         list_del_init(&worker->entry);
1690 }
1691
1692 static struct worker *alloc_worker(int node)
1693 {
1694         struct worker *worker;
1695
1696         worker = kzalloc_node(sizeof(*worker), GFP_KERNEL, node);
1697         if (worker) {
1698                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1699                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1700                 INIT_LIST_HEAD(&worker->node);
1701                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1702                 worker->flags = WORKER_PREP;
1703         }
1704         return worker;
1705 }
1706
1707 /**
1708  * worker_attach_to_pool() - attach a worker to a pool
1709  * @worker: worker to be attached
1710  * @pool: the target pool
1711  *
1712  * Attach @worker to @pool.  Once attached, the %WORKER_UNBOUND flag and
1713  * cpu-binding of @worker are kept coordinated with the pool across
1714  * cpu-[un]hotplugs.
1715  */
1716 static void worker_attach_to_pool(struct worker *worker,
1717                                    struct worker_pool *pool)
1718 {
1719         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1720
1721         /*
1722          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1723          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1724          */
1725         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1726
1727         /*
1728          * The pool->attach_mutex ensures %POOL_DISASSOCIATED remains
1729          * stable across this function.  See the comments above the
1730          * flag definition for details.
1731          */
1732         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1733                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1734
1735         list_add_tail(&worker->node, &pool->workers);
1736
1737         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1738 }
1739
1740 /**
1741  * worker_detach_from_pool() - detach a worker from its pool
1742  * @worker: worker which is attached to its pool
1743  * @pool: the pool @worker is attached to
1744  *
1745  * Undo the attaching which had been done in worker_attach_to_pool().  The
1746  * caller worker shouldn't access to the pool after detached except it has
1747  * other reference to the pool.
1748  */
1749 static void worker_detach_from_pool(struct worker *worker,
1750                                     struct worker_pool *pool)
1751 {
1752         struct completion *detach_completion = NULL;
1753
1754         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
1755         list_del(&worker->node);
1756         if (list_empty(&pool->workers))
1757                 detach_completion = pool->detach_completion;
1758         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
1759
1760         /* clear leftover flags without pool->lock after it is detached */
1761         worker->flags &= ~(WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND);
1762
1763         if (detach_completion)
1764                 complete(detach_completion);
1765 }
1766
1767 /**
1768  * create_worker - create a new workqueue worker
1769  * @pool: pool the new worker will belong to
1770  *
1771  * Create and start a new worker which is attached to @pool.
1772  *
1773  * CONTEXT:
1774  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1775  *
1776  * Return:
1777  * Pointer to the newly created worker.
1778  */
1779 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1780 {
1781         struct worker *worker = NULL;
1782         int id = -1;
1783         char id_buf[16];
1784
1785         /* ID is needed to determine kthread name */
1786         id = ida_simple_get(&pool->worker_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
1787         if (id < 0)
1788                 goto fail;
1789
1790         worker = alloc_worker(pool->node);
1791         if (!worker)
1792                 goto fail;
1793
1794         worker->pool = pool;
1795         worker->id = id;
1796
1797         if (pool->cpu >= 0)
1798                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "%d:%d%s", pool->cpu, id,
1799                          pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "");
1800         else
1801                 snprintf(id_buf, sizeof(id_buf), "u%d:%d", pool->id, id);
1802
1803         worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread, worker, pool->node,
1804                                               "kworker/%s", id_buf);
1805         if (IS_ERR(worker->task))
1806                 goto fail;
1807
1808         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1809         kthread_bind_mask(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1810
1811         /* successful, attach the worker to the pool */
1812         worker_attach_to_pool(worker, pool);
1813
1814         /* start the newly created worker */
1815         spin_lock_irq(&pool->lock);
1816         worker->pool->nr_workers++;
1817         worker_enter_idle(worker);
1818         wake_up_process(worker->task);
1819         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1820
1821         return worker;
1822
1823 fail:
1824         if (id >= 0)
1825                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, id);
1826         kfree(worker);
1827         return NULL;
1828 }
1829
1830 /**
1831  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1832  * @worker: worker to be destroyed
1833  *
1834  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.  The worker should
1835  * be idle.
1836  *
1837  * CONTEXT:
1838  * spin_lock_irq(pool->lock).
1839  */
1840 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1841 {
1842         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1843
1844         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1845
1846         /* sanity check frenzy */
1847         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1848             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)) ||
1849             WARN_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1850                 return;
1851
1852         pool->nr_workers--;
1853         pool->nr_idle--;
1854
1855         list_del_init(&worker->entry);
1856         worker->flags |= WORKER_DIE;
1857         wake_up_process(worker->task);
1858 }
1859
1860 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1861 {
1862         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1863
1864         spin_lock_irq(&pool->lock);
1865
1866         while (too_many_workers(pool)) {
1867                 struct worker *worker;
1868                 unsigned long expires;
1869
1870                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1871                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1872                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1873
1874                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1875                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1876                         break;
1877                 }
1878
1879                 destroy_worker(worker);
1880         }
1881
1882         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1883 }
1884
1885 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1886 {
1887         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1888         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1889
1890         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1891
1892         if (!wq->rescuer)
1893                 return;
1894
1895         /* mayday mayday mayday */
1896         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1897                 /*
1898                  * If @pwq is for an unbound wq, its base ref may be put at
1899                  * any time due to an attribute change.  Pin @pwq until the
1900                  * rescuer is done with it.
1901                  */
1902                 get_pwq(pwq);
1903                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1904                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1905         }
1906 }
1907
1908 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1909 {
1910         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1911         struct work_struct *work;
1912
1913         spin_lock_irq(&pool->lock);
1914         spin_lock(&wq_mayday_lock);             /* for wq->maydays */
1915
1916         if (need_to_create_worker(pool)) {
1917                 /*
1918                  * We've been trying to create a new worker but
1919                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1920                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1921                  * rescuers.
1922                  */
1923                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1924                         send_mayday(work);
1925         }
1926
1927         spin_unlock(&wq_mayday_lock);
1928         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1929
1930         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1931 }
1932
1933 /**
1934  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1935  * @pool: pool to create a new worker for
1936  *
1937  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1938  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1939  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1940  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1941  * possible allocation deadlock.
1942  *
1943  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1944  * may_start_working() %true.
1945  *
1946  * LOCKING:
1947  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1948  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1949  * manager.
1950  */
1951 static void maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1952 __releases(&pool->lock)
1953 __acquires(&pool->lock)
1954 {
1955 restart:
1956         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1957
1958         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1959         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1960
1961         while (true) {
1962                 if (create_worker(pool) || !need_to_create_worker(pool))
1963                         break;
1964
1965                 schedule_timeout_interruptible(CREATE_COOLDOWN);
1966
1967                 if (!need_to_create_worker(pool))
1968                         break;
1969         }
1970
1971         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1972         spin_lock_irq(&pool->lock);
1973         /*
1974          * This is necessary even after a new worker was just successfully
1975          * created as @pool->lock was dropped and the new worker might have
1976          * already become busy.
1977          */
1978         if (need_to_create_worker(pool))
1979                 goto restart;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * manage_workers - manage worker pool
1984  * @worker: self
1985  *
1986  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1987  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1988  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1989  *
1990  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1991  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1992  * and may_start_working() is true.
1993  *
1994  * CONTEXT:
1995  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1996  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1997  *
1998  * Return:
1999  * %false if the pool doesn't need management and the caller can safely
2000  * start processing works, %true if management function was performed and
2001  * the conditions that the caller verified before calling the function may
2002  * no longer be true.
2003  */
2004 static bool manage_workers(struct worker *worker)
2005 {
2006         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2007
2008         /*
2009          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
2010          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
2011          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
2012          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
2013          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
2014          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
2015          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
2016          * actual management, the pool may stall indefinitely.
2017          */
2018         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2019                 return false;
2020         pool->manager = worker;
2021
2022         maybe_create_worker(pool);
2023
2024         pool->manager = NULL;
2025         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2026         return true;
2027 }
2028
2029 /**
2030  * process_one_work - process single work
2031  * @worker: self
2032  * @work: work to process
2033  *
2034  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2035  * process a single work including synchronization against and
2036  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2037  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2038  * call this function to process a work.
2039  *
2040  * CONTEXT:
2041  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2042  */
2043 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2044 __releases(&pool->lock)
2045 __acquires(&pool->lock)
2046 {
2047         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2048         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2049         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2050         int work_color;
2051         struct worker *collision;
2052 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2053         /*
2054          * It is permissible to free the struct work_struct from
2055          * inside the function that is called from it, this we need to
2056          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2057          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2058          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2059          */
2060         struct lockdep_map lockdep_map;
2061
2062         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2063 #endif
2064         /* ensure we're on the correct CPU */
2065         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2066                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2067
2068         /*
2069          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2070          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2071          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2072          * currently executing one.
2073          */
2074         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2075         if (unlikely(collision)) {
2076                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2077                 return;
2078         }
2079
2080         /* claim and dequeue */
2081         debug_work_deactivate(work);
2082         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2083         worker->current_work = work;
2084         worker->current_func = work->func;
2085         worker->current_pwq = pwq;
2086         work_color = get_work_color(work);
2087
2088         list_del_init(&work->entry);
2089
2090         /*
2091          * CPU intensive works don't participate in concurrency management.
2092          * They're the scheduler's responsibility.  This takes @worker out
2093          * of concurrency management and the next code block will chain
2094          * execution of the pending work items.
2095          */
2096         if (unlikely(cpu_intensive))
2097                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2098
2099         /*
2100          * Wake up another worker if necessary.  The condition is always
2101          * false for normal per-cpu workers since nr_running would always
2102          * be >= 1 at this point.  This is used to chain execution of the
2103          * pending work items for WORKER_NOT_RUNNING workers such as the
2104          * UNBOUND and CPU_INTENSIVE ones.
2105          */
2106         if (need_more_worker(pool))
2107                 wake_up_worker(pool);
2108
2109         /*
2110          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2111          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2112          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2113          * disabled.
2114          */
2115         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2116
2117         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2118
2119         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2120         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2121         trace_workqueue_execute_start(work);
2122         worker->current_func(work);
2123         /*
2124          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2125          * point will only record its address.
2126          */
2127         trace_workqueue_execute_end(work);
2128         lock_map_release(&lockdep_map);
2129         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2130
2131         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2132                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2133                        "     last function: %pf\n",
2134                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2135                        worker->current_func);
2136                 debug_show_held_locks(current);
2137                 dump_stack();
2138         }
2139
2140         /*
2141          * The following prevents a kworker from hogging CPU on !PREEMPT
2142          * kernels, where a requeueing work item waiting for something to
2143          * happen could deadlock with stop_machine as such work item could
2144          * indefinitely requeue itself while all other CPUs are trapped in
2145          * stop_machine. At the same time, report a quiescent RCU state so
2146          * the same condition doesn't freeze RCU.
2147          */
2148         cond_resched_rcu_qs();
2149
2150         spin_lock_irq(&pool->lock);
2151
2152         /* clear cpu intensive status */
2153         if (unlikely(cpu_intensive))
2154                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2155
2156         /* we're done with it, release */
2157         hash_del(&worker->hentry);
2158         worker->current_work = NULL;
2159         worker->current_func = NULL;
2160         worker->current_pwq = NULL;
2161         worker->desc_valid = false;
2162         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2163 }
2164
2165 /**
2166  * process_scheduled_works - process scheduled works
2167  * @worker: self
2168  *
2169  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2170  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2171  * fetches a work from the top and executes it.
2172  *
2173  * CONTEXT:
2174  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2175  * multiple times.
2176  */
2177 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2178 {
2179         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2180                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2181                                                 struct work_struct, entry);
2182                 process_one_work(worker, work);
2183         }
2184 }
2185
2186 /**
2187  * worker_thread - the worker thread function
2188  * @__worker: self
2189  *
2190  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2191  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2192  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2193  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2194  * will be explained in rescuer_thread().
2195  *
2196  * Return: 0
2197  */
2198 static int worker_thread(void *__worker)
2199 {
2200         struct worker *worker = __worker;
2201         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2202
2203         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2204         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2205 woke_up:
2206         spin_lock_irq(&pool->lock);
2207
2208         /* am I supposed to die? */
2209         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2210                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2211                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2212                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2213
2214                 set_task_comm(worker->task, "kworker/dying");
2215                 ida_simple_remove(&pool->worker_ida, worker->id);
2216                 worker_detach_from_pool(worker, pool);
2217                 kfree(worker);
2218                 return 0;
2219         }
2220
2221         worker_leave_idle(worker);
2222 recheck:
2223         /* no more worker necessary? */
2224         if (!need_more_worker(pool))
2225                 goto sleep;
2226
2227         /* do we need to manage? */
2228         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2229                 goto recheck;
2230
2231         /*
2232          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2233          * preparing to process a work or actually processing it.
2234          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2235          */
2236         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2237
2238         /*
2239          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2240          * worker or that someone else has already assumed the manager
2241          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2242          * management if applicable and concurrency management is restored
2243          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2244          */
2245         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2246
2247         do {
2248                 struct work_struct *work =
2249                         list_first_entry(&pool->worklist,
2250                                          struct work_struct, entry);
2251
2252                 pool->watchdog_ts = jiffies;
2253
2254                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2255                         /* optimization path, not strictly necessary */
2256                         process_one_work(worker, work);
2257                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2258                                 process_scheduled_works(worker);
2259                 } else {
2260                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2261                         process_scheduled_works(worker);
2262                 }
2263         } while (keep_working(pool));
2264
2265         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP);
2266 sleep:
2267         /*
2268          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2269          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2270          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2271          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2272          * event.
2273          */
2274         worker_enter_idle(worker);
2275         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2276         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2277         schedule();
2278         goto woke_up;
2279 }
2280
2281 /**
2282  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2283  * @__rescuer: self
2284  *
2285  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2286  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2287  *
2288  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2289  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2290  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2291  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2292  * the problem rescuer solves.
2293  *
2294  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2295  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2296  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2297  *
2298  * This should happen rarely.
2299  *
2300  * Return: 0
2301  */
2302 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2303 {
2304         struct worker *rescuer = __rescuer;
2305         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2306         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2307         bool should_stop;
2308
2309         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2310
2311         /*
2312          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2313          * doesn't participate in concurrency management.
2314          */
2315         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2316 repeat:
2317         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2318
2319         /*
2320          * By the time the rescuer is requested to stop, the workqueue
2321          * shouldn't have any work pending, but @wq->maydays may still have
2322          * pwq(s) queued.  This can happen by non-rescuer workers consuming
2323          * all the work items before the rescuer got to them.  Go through
2324          * @wq->maydays processing before acting on should_stop so that the
2325          * list is always empty on exit.
2326          */
2327         should_stop = kthread_should_stop();
2328
2329         /* see whether any pwq is asking for help */
2330         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2331
2332         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2333                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2334                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2335                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2336                 struct work_struct *work, *n;
2337                 bool first = true;
2338
2339                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2340                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2341
2342                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2343
2344                 worker_attach_to_pool(rescuer, pool);
2345
2346                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2347                 rescuer->pool = pool;
2348
2349                 /*
2350                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2351                  * process'em.
2352                  */
2353                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(scheduled));
2354                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry) {
2355                         if (get_work_pwq(work) == pwq) {
2356                                 if (first)
2357                                         pool->watchdog_ts = jiffies;
2358                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2359                         }
2360                         first = false;
2361                 }
2362
2363                 if (!list_empty(scheduled)) {
2364                         process_scheduled_works(rescuer);
2365
2366                         /*
2367                          * The above execution of rescued work items could
2368                          * have created more to rescue through
2369                          * pwq_activate_first_delayed() or chained
2370                          * queueing.  Let's put @pwq back on mayday list so
2371                          * that such back-to-back work items, which may be
2372                          * being used to relieve memory pressure, don't
2373                          * incur MAYDAY_INTERVAL delay inbetween.
2374                          */
2375                         if (need_to_create_worker(pool)) {
2376                                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2377                                 get_pwq(pwq);
2378                                 list_move_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
2379                                 spin_unlock(&wq_mayday_lock);
2380                         }
2381                 }
2382
2383                 /*
2384                  * Put the reference grabbed by send_mayday().  @pool won't
2385                  * go away while we're still attached to it.
2386                  */
2387                 put_pwq(pwq);
2388
2389                 /*
2390                  * Leave this pool.  If need_more_worker() is %true, notify a
2391                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2392                  * and stalling the execution.
2393                  */
2394                 if (need_more_worker(pool))
2395                         wake_up_worker(pool);
2396
2397                 rescuer->pool = NULL;
2398                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2399
2400                 worker_detach_from_pool(rescuer, pool);
2401
2402                 spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2403         }
2404
2405         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2406
2407         if (should_stop) {
2408                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2409                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2410                 return 0;
2411         }
2412
2413         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2414         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2415         schedule();
2416         goto repeat;
2417 }
2418
2419 /**
2420  * check_flush_dependency - check for flush dependency sanity
2421  * @target_wq: workqueue being flushed
2422  * @target_work: work item being flushed (NULL for workqueue flushes)
2423  *
2424  * %current is trying to flush the whole @target_wq or @target_work on it.
2425  * If @target_wq doesn't have %WQ_MEM_RECLAIM, verify that %current is not
2426  * reclaiming memory or running on a workqueue which doesn't have
2427  * %WQ_MEM_RECLAIM as that can break forward-progress guarantee leading to
2428  * a deadlock.
2429  */
2430 static void check_flush_dependency(struct workqueue_struct *target_wq,
2431                                    struct work_struct *target_work)
2432 {
2433         work_func_t target_func = target_work ? target_work->func : NULL;
2434         struct worker *worker;
2435
2436         if (target_wq->flags & WQ_MEM_RECLAIM)
2437                 return;
2438
2439         worker = current_wq_worker();
2440
2441         WARN_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC,
2442                   "workqueue: PF_MEMALLOC task %d(%s) is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2443                   current->pid, current->comm, target_wq->name, target_func);
2444         WARN_ONCE(worker && ((worker->current_pwq->wq->flags &
2445                               (WQ_MEM_RECLAIM | __WQ_LEGACY)) == WQ_MEM_RECLAIM),
2446                   "workqueue: WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf is flushing !WQ_MEM_RECLAIM %s:%pf",
2447                   worker->current_pwq->wq->name, worker->current_func,
2448                   target_wq->name, target_func);
2449 }
2450
2451 struct wq_barrier {
2452         struct work_struct      work;
2453         struct completion       done;
2454         struct task_struct      *task;  /* purely informational */
2455 };
2456
2457 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2458 {
2459         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2460         complete(&barr->done);
2461 }
2462
2463 /**
2464  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2465  * @pwq: pwq to insert barrier into
2466  * @barr: wq_barrier to insert
2467  * @target: target work to attach @barr to
2468  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2469  *
2470  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2471  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2472  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2473  * cpu.
2474  *
2475  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2476  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2477  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2478  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2479  * after a work with LINKED flag set.
2480  *
2481  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2482  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2483  *
2484  * CONTEXT:
2485  * spin_lock_irq(pool->lock).
2486  */
2487 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2488                               struct wq_barrier *barr,
2489                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2490 {
2491         struct list_head *head;
2492         unsigned int linked = 0;
2493
2494         /*
2495          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2496          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2497          * checks and call back into the fixup functions where we
2498          * might deadlock.
2499          */
2500         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2501         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2502         init_completion(&barr->done);
2503         barr->task = current;
2504
2505         /*
2506          * If @target is currently being executed, schedule the
2507          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2508          */
2509         if (worker)
2510                 head = worker->scheduled.next;
2511         else {
2512                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2513
2514                 head = target->entry.next;
2515                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2516                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2517                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2518         }
2519
2520         debug_work_activate(&barr->work);
2521         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2522                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2523 }
2524
2525 /**
2526  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2527  * @wq: workqueue being flushed
2528  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2529  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2530  *
2531  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2532  *
2533  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2534  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2535  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2536  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2537  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2538  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2539  *
2540  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2541  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2542  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2543  * is returned.
2544  *
2545  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2546  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2547  * advanced to @work_color.
2548  *
2549  * CONTEXT:
2550  * mutex_lock(wq->mutex).
2551  *
2552  * Return:
2553  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2554  * otherwise.
2555  */
2556 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2557                                       int flush_color, int work_color)
2558 {
2559         bool wait = false;
2560         struct pool_workqueue *pwq;
2561
2562         if (flush_color >= 0) {
2563                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2564                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2565         }
2566
2567         for_each_pwq(pwq, wq) {
2568                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2569
2570                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2571
2572                 if (flush_color >= 0) {
2573                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2574
2575                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2576                                 pwq->flush_color = flush_color;
2577                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2578                                 wait = true;
2579                         }
2580                 }
2581
2582                 if (work_color >= 0) {
2583                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2584                         pwq->work_color = work_color;
2585                 }
2586
2587                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2588         }
2589
2590         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2591                 complete(&wq->first_flusher->done);
2592
2593         return wait;
2594 }
2595
2596 /**
2597  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2598  * @wq: workqueue to flush
2599  *
2600  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2601  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2602  */
2603 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2604 {
2605         struct wq_flusher this_flusher = {
2606                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2607                 .flush_color = -1,
2608                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2609         };
2610         int next_color;
2611
2612         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2613         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2614
2615         mutex_lock(&wq->mutex);
2616
2617         /*
2618          * Start-to-wait phase
2619          */
2620         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2621
2622         if (next_color != wq->flush_color) {
2623                 /*
2624                  * Color space is not full.  The current work_color
2625                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2626                  * by one.
2627                  */
2628                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2629                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2630                 wq->work_color = next_color;
2631
2632                 if (!wq->first_flusher) {
2633                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2634                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2635
2636                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2637
2638                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2639                                                        wq->work_color)) {
2640                                 /* nothing to flush, done */
2641                                 wq->flush_color = next_color;
2642                                 wq->first_flusher = NULL;
2643                                 goto out_unlock;
2644                         }
2645                 } else {
2646                         /* wait in queue */
2647                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2648                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2649                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2650                 }
2651         } else {
2652                 /*
2653                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2654                  * The next flush completion will assign us
2655                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2656                  */
2657                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2658         }
2659
2660         check_flush_dependency(wq, NULL);
2661
2662         mutex_unlock(&wq->mutex);
2663
2664         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2665
2666         /*
2667          * Wake-up-and-cascade phase
2668          *
2669          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2670          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2671          */
2672         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2673                 return;
2674
2675         mutex_lock(&wq->mutex);
2676
2677         /* we might have raced, check again with mutex held */
2678         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2679                 goto out_unlock;
2680
2681         wq->first_flusher = NULL;
2682
2683         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2684         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2685
2686         while (true) {
2687                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2688
2689                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2690                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2691                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2692                                 break;
2693                         list_del_init(&next->list);
2694                         complete(&next->done);
2695                 }
2696
2697                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2698                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2699
2700                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2701                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2702
2703                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2704                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2705                         /*
2706                          * Assign the same color to all overflowed
2707                          * flushers, advance work_color and append to
2708                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2709                          * phase for these overflowed flushers.
2710                          */
2711                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2712                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2713
2714                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2715
2716                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2717                                               &wq->flusher_queue);
2718                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2719                 }
2720
2721                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2722                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2723                         break;
2724                 }
2725
2726                 /*
2727                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2728                  * the new first flusher and arm pwqs.
2729                  */
2730                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2731                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2732
2733                 list_del_init(&next->list);
2734                 wq->first_flusher = next;
2735
2736                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2737                         break;
2738
2739                 /*
2740                  * Meh... this color is already done, clear first
2741                  * flusher and repeat cascading.
2742                  */
2743                 wq->first_flusher = NULL;
2744         }
2745
2746 out_unlock:
2747         mutex_unlock(&wq->mutex);
2748 }
2749 EXPORT_SYMBOL(flush_workqueue);
2750
2751 /**
2752  * drain_workqueue - drain a workqueue
2753  * @wq: workqueue to drain
2754  *
2755  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2756  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2757  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2758  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is determined
2759  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2760  * takes too long.
2761  */
2762 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2763 {
2764         unsigned int flush_cnt = 0;
2765         struct pool_workqueue *pwq;
2766
2767         /*
2768          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2769          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2770          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2771          */
2772         mutex_lock(&wq->mutex);
2773         if (!wq->nr_drainers++)
2774                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2775         mutex_unlock(&wq->mutex);
2776 reflush:
2777         flush_workqueue(wq);
2778
2779         mutex_lock(&wq->mutex);
2780
2781         for_each_pwq(pwq, wq) {
2782                 bool drained;
2783
2784                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2785                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2786                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2787
2788                 if (drained)
2789                         continue;
2790
2791                 if (++flush_cnt == 10 ||
2792                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2793                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2794                                 wq->name, flush_cnt);
2795
2796                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2797                 goto reflush;
2798         }
2799
2800         if (!--wq->nr_drainers)
2801                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2802         mutex_unlock(&wq->mutex);
2803 }
2804 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2805
2806 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2807 {
2808         struct worker *worker = NULL;
2809         struct worker_pool *pool;
2810         struct pool_workqueue *pwq;
2811
2812         might_sleep();
2813
2814         local_irq_disable();
2815         pool = get_work_pool(work);
2816         if (!pool) {
2817                 local_irq_enable();
2818                 return false;
2819         }
2820
2821         spin_lock(&pool->lock);
2822         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2823         pwq = get_work_pwq(work);
2824         if (pwq) {
2825                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2826                         goto already_gone;
2827         } else {
2828                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2829                 if (!worker)
2830                         goto already_gone;
2831                 pwq = worker->current_pwq;
2832         }
2833
2834         check_flush_dependency(pwq->wq, work);
2835
2836         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2837         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2838
2839         /*
2840          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2841          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2842          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2843          * access.
2844          */
2845         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2846                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2847         else
2848                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2849         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2850
2851         return true;
2852 already_gone:
2853         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2854         return false;
2855 }
2856
2857 /**
2858  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2859  * @work: the work to flush
2860  *
2861  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2862  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2863  *
2864  * Return:
2865  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2866  * %false if it was already idle.
2867  */
2868 bool flush_work(struct work_struct *work)
2869 {
2870         struct wq_barrier barr;
2871
2872         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2873         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2874
2875         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2876                 wait_for_completion(&barr.done);
2877                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2878                 return true;
2879         } else {
2880                 return false;
2881         }
2882 }
2883 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2884
2885 struct cwt_wait {
2886         wait_queue_t            wait;
2887         struct work_struct      *work;
2888 };
2889
2890 static int cwt_wakefn(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
2891 {
2892         struct cwt_wait *cwait = container_of(wait, struct cwt_wait, wait);
2893
2894         if (cwait->work != key)
2895                 return 0;
2896         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
2897 }
2898
2899 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2900 {
2901         static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cancel_waitq);
2902         unsigned long flags;
2903         int ret;
2904
2905         do {
2906                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2907                 /*
2908                  * If someone else is already canceling, wait for it to
2909                  * finish.  flush_work() doesn't work for PREEMPT_NONE
2910                  * because we may get scheduled between @work's completion
2911                  * and the other canceling task resuming and clearing
2912                  * CANCELING - flush_work() will return false immediately
2913                  * as @work is no longer busy, try_to_grab_pending() will
2914                  * return -ENOENT as @work is still being canceled and the
2915                  * other canceling task won't be able to clear CANCELING as
2916                  * we're hogging the CPU.
2917                  *
2918                  * Let's wait for completion using a waitqueue.  As this
2919                  * may lead to the thundering herd problem, use a custom
2920                  * wake function which matches @work along with exclusive
2921                  * wait and wakeup.
2922                  */
2923                 if (unlikely(ret == -ENOENT)) {
2924                         struct cwt_wait cwait;
2925
2926                         init_wait(&cwait.wait);
2927                         cwait.wait.func = cwt_wakefn;
2928                         cwait.work = work;
2929
2930                         prepare_to_wait_exclusive(&cancel_waitq, &cwait.wait,
2931                                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2932                         if (work_is_canceling(work))
2933                                 schedule();
2934                         finish_wait(&cancel_waitq, &cwait.wait);
2935                 }
2936         } while (unlikely(ret < 0));
2937
2938         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2939         mark_work_canceling(work);
2940         local_irq_restore(flags);
2941
2942         flush_work(work);
2943         clear_work_data(work);
2944
2945         /*
2946          * Paired with prepare_to_wait() above so that either
2947          * waitqueue_active() is visible here or !work_is_canceling() is
2948          * visible there.
2949          */
2950         smp_mb();
2951         if (waitqueue_active(&cancel_waitq))
2952                 __wake_up(&cancel_waitq, TASK_NORMAL, 1, work);
2953
2954         return ret;
2955 }
2956
2957 /**
2958  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2959  * @work: the work to cancel
2960  *
2961  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2962  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2963  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2964  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2965  *
2966  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2967  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2968  *
2969  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2970  * queued can't be destroyed before this function returns.
2971  *
2972  * Return:
2973  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2974  */
2975 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2976 {
2977         return __cancel_work_timer(work, false);
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2980
2981 /**
2982  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2983  * @dwork: the delayed work to flush
2984  *
2985  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2986  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2987  * considers the last queueing instance of @dwork.
2988  *
2989  * Return:
2990  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2991  * %false if it was already idle.
2992  */
2993 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2994 {
2995         local_irq_disable();
2996         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2997                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2998         local_irq_enable();
2999         return flush_work(&dwork->work);
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
3002
3003 /**
3004  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
3005  * @dwork: delayed_work to cancel
3006  *
3007  * Kill off a pending delayed_work.
3008  *
3009  * Return: %true if @dwork was pending and canceled; %false if it wasn't
3010  * pending.
3011  *
3012  * Note:
3013  * The work callback function may still be running on return, unless
3014  * it returns %true and the work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or
3015  * use cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
3016  *
3017  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
3018  */
3019 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
3020 {
3021         unsigned long flags;
3022         int ret;
3023
3024         do {
3025                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
3026         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
3027
3028         if (unlikely(ret < 0))
3029                 return false;
3030
3031         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
3032                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
3033         local_irq_restore(flags);
3034         return ret;
3035 }
3036 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
3037
3038 /**
3039  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
3040  * @dwork: the delayed work cancel
3041  *
3042  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
3043  *
3044  * Return:
3045  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
3046  */
3047 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
3048 {
3049         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
3050 }
3051 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
3052
3053 /**
3054  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
3055  * @func: the function to call
3056  *
3057  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
3058  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
3059  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
3060  *
3061  * Return:
3062  * 0 on success, -errno on failure.
3063  */
3064 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
3065 {
3066         int cpu;
3067         struct work_struct __percpu *works;
3068
3069         works = alloc_percpu(struct work_struct);
3070         if (!works)
3071                 return -ENOMEM;
3072
3073         get_online_cpus();
3074
3075         for_each_online_cpu(cpu) {
3076                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
3077
3078                 INIT_WORK(work, func);
3079                 schedule_work_on(cpu, work);
3080         }
3081
3082         for_each_online_cpu(cpu)
3083                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3084
3085         put_online_cpus();
3086         free_percpu(works);
3087         return 0;
3088 }
3089
3090 /**
3091  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3092  * @fn:         the function to execute
3093  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3094  *              be available when the work executes)
3095  *
3096  * Executes the function immediately if process context is available,
3097  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3098  *
3099  * Return:      0 - function was executed
3100  *              1 - function was scheduled for execution
3101  */
3102 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3103 {
3104         if (!in_interrupt()) {
3105                 fn(&ew->work);
3106                 return 0;
3107         }
3108
3109         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3110         schedule_work(&ew->work);
3111
3112         return 1;
3113 }
3114 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3115
3116 /**
3117  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3118  * @attrs: workqueue_attrs to free
3119  *
3120  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3121  */
3122 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3123 {
3124         if (attrs) {
3125                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3126                 kfree(attrs);
3127         }
3128 }
3129
3130 /**
3131  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3132  * @gfp_mask: allocation mask to use
3133  *
3134  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3135  * return it.
3136  *
3137  * Return: The allocated new workqueue_attr on success. %NULL on failure.
3138  */
3139 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3140 {
3141         struct workqueue_attrs *attrs;
3142
3143         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3144         if (!attrs)
3145                 goto fail;
3146         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3147                 goto fail;
3148
3149         cpumask_copy(attrs->cpumask, cpu_possible_mask);
3150         return attrs;
3151 fail:
3152         free_workqueue_attrs(attrs);
3153         return NULL;
3154 }
3155
3156 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3157                                  const struct workqueue_attrs *from)
3158 {
3159         to->nice = from->nice;
3160         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3161         /*
3162          * Unlike hash and equality test, this function doesn't ignore
3163          * ->no_numa as it is used for both pool and wq attrs.  Instead,
3164          * get_unbound_pool() explicitly clears ->no_numa after copying.
3165          */
3166         to->no_numa = from->no_numa;
3167 }
3168
3169 /* hash value of the content of @attr */
3170 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3171 {
3172         u32 hash = 0;
3173
3174         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3175         hash = jhash(cpumask_bits(attrs->cpumask),
3176                      BITS_TO_LONGS(nr_cpumask_bits) * sizeof(long), hash);
3177         return hash;
3178 }
3179
3180 /* content equality test */
3181 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3182                           const struct workqueue_attrs *b)
3183 {
3184         if (a->nice != b->nice)
3185                 return false;
3186         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3187                 return false;
3188         return true;
3189 }
3190
3191 /**
3192  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3193  * @pool: worker_pool to initialize
3194  *
3195  * Initialize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3196  *
3197  * Return: 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3198  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3199  * on @pool safely to release it.
3200  */
3201 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3202 {
3203         spin_lock_init(&pool->lock);
3204         pool->id = -1;
3205         pool->cpu = -1;
3206         pool->node = NUMA_NO_NODE;
3207         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3208         pool->watchdog_ts = jiffies;
3209         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3210         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3211         hash_init(pool->busy_hash);
3212
3213         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3214         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3215         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3216
3217         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3218                     (unsigned long)pool);
3219
3220         mutex_init(&pool->manager_arb);
3221         mutex_init(&pool->attach_mutex);
3222         INIT_LIST_HEAD(&pool->workers);
3223
3224         ida_init(&pool->worker_ida);
3225         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3226         pool->refcnt = 1;
3227
3228         /* shouldn't fail above this point */
3229         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3230         if (!pool->attrs)
3231                 return -ENOMEM;
3232         return 0;
3233 }
3234
3235 static void rcu_free_wq(struct rcu_head *rcu)
3236 {
3237         struct workqueue_struct *wq =
3238                 container_of(rcu, struct workqueue_struct, rcu);
3239
3240         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3241                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3242         else
3243                 free_workqueue_attrs(wq->unbound_attrs);
3244
3245         kfree(wq->rescuer);
3246         kfree(wq);
3247 }
3248
3249 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3250 {
3251         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3252
3253         ida_destroy(&pool->worker_ida);
3254         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3255         kfree(pool);
3256 }
3257
3258 /**
3259  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3260  * @pool: worker_pool to put
3261  *
3262  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3263  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3264  * and this function should be able to release pools which went through,
3265  * successfully or not, init_worker_pool().
3266  *
3267  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3268  */
3269 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3270 {
3271         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(detach_completion);
3272         struct worker *worker;
3273
3274         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3275
3276         if (--pool->refcnt)
3277                 return;
3278
3279         /* sanity checks */
3280         if (WARN_ON(!(pool->cpu < 0)) ||
3281             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist)))
3282                 return;
3283
3284         /* release id and unhash */
3285         if (pool->id >= 0)
3286                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3287         hash_del(&pool->hash_node);
3288
3289         /*
3290          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3291          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3292          * attach_mutex.
3293          */
3294         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3295
3296         spin_lock_irq(&pool->lock);
3297         while ((worker = first_idle_worker(pool)))
3298                 destroy_worker(worker);
3299         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3300         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3301
3302         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
3303         if (!list_empty(&pool->workers))
3304                 pool->detach_completion = &detach_completion;
3305         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
3306
3307         if (pool->detach_completion)
3308                 wait_for_completion(pool->detach_completion);
3309
3310         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3311
3312         /* shut down the timers */
3313         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3314         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3315
3316         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3317         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3318 }
3319
3320 /**
3321  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3322  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3323  *
3324  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3325  * reference count and return it.  If there already is a matching
3326  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3327  * create a new one.
3328  *
3329  * Should be called with wq_pool_mutex held.
3330  *
3331  * Return: On success, a worker_pool with the same attributes as @attrs.
3332  * On failure, %NULL.
3333  */
3334 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3335 {
3336         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3337         struct worker_pool *pool;
3338         int node;
3339         int target_node = NUMA_NO_NODE;
3340
3341         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
3342
3343         /* do we already have a matching pool? */
3344         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3345                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3346                         pool->refcnt++;
3347                         return pool;
3348                 }
3349         }
3350
3351         /* if cpumask is contained inside a NUMA node, we belong to that node */
3352         if (wq_numa_enabled) {
3353                 for_each_node(node) {
3354                         if (cpumask_subset(attrs->cpumask,
3355                                            wq_numa_possible_cpumask[node])) {
3356                                 target_node = node;
3357                                 break;
3358                         }
3359                 }
3360         }
3361
3362         /* nope, create a new one */
3363         pool = kzalloc_node(sizeof(*pool), GFP_KERNEL, target_node);
3364         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3365                 goto fail;
3366
3367         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3368         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3369         pool->node = target_node;
3370
3371         /*
3372          * no_numa isn't a worker_pool attribute, always clear it.  See
3373          * 'struct workqueue_attrs' comments for detail.
3374          */
3375         pool->attrs->no_numa = false;
3376
3377         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3378                 goto fail;
3379
3380         /* create and start the initial worker */
3381         if (!create_worker(pool))
3382                 goto fail;
3383
3384         /* install */
3385         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3386
3387         return pool;
3388 fail:
3389         if (pool)
3390                 put_unbound_pool(pool);
3391         return NULL;
3392 }
3393
3394 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3395 {
3396         kmem_cache_free(pwq_cache,
3397                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3402  * and needs to be destroyed.
3403  */
3404 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3405 {
3406         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3407                                                   unbound_release_work);
3408         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3409         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3410         bool is_last;
3411
3412         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3413                 return;
3414
3415         mutex_lock(&wq->mutex);
3416         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3417         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3418         mutex_unlock(&wq->mutex);
3419
3420         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3421         put_unbound_pool(pool);
3422         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3423
3424         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3425
3426         /*
3427          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3428          * is gonna access it anymore.  Schedule RCU free.
3429          */
3430         if (is_last)
3431                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
3432 }
3433
3434 /**
3435  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3436  * @pwq: target pool_workqueue
3437  *
3438  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3439  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3440  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3441  */
3442 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3443 {
3444         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3445         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3446
3447         /* for @wq->saved_max_active */
3448         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3449
3450         /* fast exit for non-freezable wqs */
3451         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3452                 return;
3453
3454         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
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_irq(&pwq->pool->lock);
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                                 return;
4051                         }
4052                 }
4053
4054                 if (WARN_ON((pwq != wq->dfl_pwq) && (pwq->refcnt > 1)) ||
4055                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
4056                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
4057                         mutex_unlock(&wq->mutex);
4058                         return;
4059                 }
4060         }
4061         mutex_unlock(&wq->mutex);
4062
4063         /*
4064          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
4065          * flushing is complete in case freeze races us.
4066          */
4067         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4068         list_del_rcu(&wq->list);
4069         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4070
4071         workqueue_sysfs_unregister(wq);
4072
4073         if (wq->rescuer)
4074                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
4075
4076         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
4077                 /*
4078                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
4079                  * schedule RCU free.
4080                  */
4081                 call_rcu_sched(&wq->rcu, rcu_free_wq);
4082         } else {
4083                 /*
4084                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
4085                  * access numa_pwq_tbl[] and dfl_pwq to put the base refs.
4086                  * @wq will be freed when the last pwq is released.
4087                  */
4088                 for_each_node(node) {
4089                         pwq = rcu_access_pointer(wq->numa_pwq_tbl[node]);
4090                         RCU_INIT_POINTER(wq->numa_pwq_tbl[node], NULL);
4091                         put_pwq_unlocked(pwq);
4092                 }
4093
4094                 /*
4095                  * Put dfl_pwq.  @wq may be freed any time after dfl_pwq is
4096                  * put.  Don't access it afterwards.
4097                  */
4098                 pwq = wq->dfl_pwq;
4099                 wq->dfl_pwq = NULL;
4100                 put_pwq_unlocked(pwq);
4101         }
4102 }
4103 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
4104
4105 /**
4106  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
4107  * @wq: target workqueue
4108  * @max_active: new max_active value.
4109  *
4110  * Set max_active of @wq to @max_active.
4111  *
4112  * CONTEXT:
4113  * Don't call from IRQ context.
4114  */
4115 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
4116 {
4117         struct pool_workqueue *pwq;
4118
4119         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
4120         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
4121                 return;
4122
4123         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
4124
4125         mutex_lock(&wq->mutex);
4126
4127         wq->saved_max_active = max_active;
4128
4129         for_each_pwq(pwq, wq)
4130                 pwq_adjust_max_active(pwq);
4131
4132         mutex_unlock(&wq->mutex);
4133 }
4134 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
4135
4136 /**
4137  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
4138  *
4139  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
4140  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
4141  *
4142  * Return: %true if %current is a workqueue rescuer. %false otherwise.
4143  */
4144 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
4145 {
4146         struct worker *worker = current_wq_worker();
4147
4148         return worker && worker->rescue_wq;
4149 }
4150
4151 /**
4152  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
4153  * @cpu: CPU in question
4154  * @wq: target workqueue
4155  *
4156  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
4157  * no synchronization around this function and the test result is
4158  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4159  *
4160  * If @cpu is WORK_CPU_UNBOUND, the test is performed on the local CPU.
4161  * Note that both per-cpu and unbound workqueues may be associated with
4162  * multiple pool_workqueues which have separate congested states.  A
4163  * workqueue being congested on one CPU doesn't mean the workqueue is also
4164  * contested on other CPUs / NUMA nodes.
4165  *
4166  * Return:
4167  * %true if congested, %false otherwise.
4168  */
4169 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
4170 {
4171         struct pool_workqueue *pwq;
4172         bool ret;
4173
4174         rcu_read_lock_sched();
4175
4176         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
4177                 cpu = smp_processor_id();
4178
4179         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4180                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
4181         else
4182                 pwq = unbound_pwq_by_node(wq, cpu_to_node(cpu));
4183
4184         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
4185         rcu_read_unlock_sched();
4186
4187         return ret;
4188 }
4189 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
4190
4191 /**
4192  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
4193  * @work: the work to be tested
4194  *
4195  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
4196  * synchronization around this function and the test result is
4197  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
4198  *
4199  * Return:
4200  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
4201  */
4202 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
4203 {
4204         struct worker_pool *pool;
4205         unsigned long flags;
4206         unsigned int ret = 0;
4207
4208         if (work_pending(work))
4209                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
4210
4211         local_irq_save(flags);
4212         pool = get_work_pool(work);
4213         if (pool) {
4214                 spin_lock(&pool->lock);
4215                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
4216                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
4217                 spin_unlock(&pool->lock);
4218         }
4219         local_irq_restore(flags);
4220
4221         return ret;
4222 }
4223 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4224
4225 /**
4226  * set_worker_desc - set description for the current work item
4227  * @fmt: printf-style format string
4228  * @...: arguments for the format string
4229  *
4230  * This function can be called by a running work function to describe what
4231  * the work item is about.  If the worker task gets dumped, this
4232  * information will be printed out together to help debugging.  The
4233  * description can be at most WORKER_DESC_LEN including the trailing '\0'.
4234  */
4235 void set_worker_desc(const char *fmt, ...)
4236 {
4237         struct worker *worker = current_wq_worker();
4238         va_list args;
4239
4240         if (worker) {
4241                 va_start(args, fmt);
4242                 vsnprintf(worker->desc, sizeof(worker->desc), fmt, args);
4243                 va_end(args);
4244                 worker->desc_valid = true;
4245         }
4246 }
4247
4248 /**
4249  * print_worker_info - print out worker information and description
4250  * @log_lvl: the log level to use when printing
4251  * @task: target task
4252  *
4253  * If @task is a worker and currently executing a work item, print out the
4254  * name of the workqueue being serviced and worker description set with
4255  * set_worker_desc() by the currently executing work item.
4256  *
4257  * This function can be safely called on any task as long as the
4258  * task_struct itself is accessible.  While safe, this function isn't
4259  * synchronized and may print out mixups or garbages of limited length.
4260  */
4261 void print_worker_info(const char *log_lvl, struct task_struct *task)
4262 {
4263         work_func_t *fn = NULL;
4264         char name[WQ_NAME_LEN] = { };
4265         char desc[WORKER_DESC_LEN] = { };
4266         struct pool_workqueue *pwq = NULL;
4267         struct workqueue_struct *wq = NULL;
4268         bool desc_valid = false;
4269         struct worker *worker;
4270
4271         if (!(task->flags & PF_WQ_WORKER))
4272                 return;
4273
4274         /*
4275          * This function is called without any synchronization and @task
4276          * could be in any state.  Be careful with dereferences.
4277          */
4278         worker = probe_kthread_data(task);
4279
4280         /*
4281          * Carefully copy the associated workqueue's workfn and name.  Keep
4282          * the original last '\0' in case the original contains garbage.
4283          */
4284         probe_kernel_read(&fn, &worker->current_func, sizeof(fn));
4285         probe_kernel_read(&pwq, &worker->current_pwq, sizeof(pwq));
4286         probe_kernel_read(&wq, &pwq->wq, sizeof(wq));
4287         probe_kernel_read(name, wq->name, sizeof(name) - 1);
4288
4289         /* copy worker description */
4290         probe_kernel_read(&desc_valid, &worker->desc_valid, sizeof(desc_valid));
4291         if (desc_valid)
4292                 probe_kernel_read(desc, worker->desc, sizeof(desc) - 1);
4293
4294         if (fn || name[0] || desc[0]) {
4295                 printk("%sWorkqueue: %s %pf", log_lvl, name, fn);
4296                 if (desc[0])
4297                         pr_cont(" (%s)", desc);
4298                 pr_cont("\n");
4299         }
4300 }
4301
4302 static void pr_cont_pool_info(struct worker_pool *pool)
4303 {
4304         pr_cont(" cpus=%*pbl", nr_cpumask_bits, pool->attrs->cpumask);
4305         if (pool->node != NUMA_NO_NODE)
4306                 pr_cont(" node=%d", pool->node);
4307         pr_cont(" flags=0x%x nice=%d", pool->flags, pool->attrs->nice);
4308 }
4309
4310 static void pr_cont_work(bool comma, struct work_struct *work)
4311 {
4312         if (work->func == wq_barrier_func) {
4313                 struct wq_barrier *barr;
4314
4315                 barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
4316
4317                 pr_cont("%s BAR(%d)", comma ? "," : "",
4318                         task_pid_nr(barr->task));
4319         } else {
4320                 pr_cont("%s %pf", comma ? "," : "", work->func);
4321         }
4322 }
4323
4324 static void show_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
4325 {
4326         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
4327         struct work_struct *work;
4328         struct worker *worker;
4329         bool has_in_flight = false, has_pending = false;
4330         int bkt;
4331
4332         pr_info("  pwq %d:", pool->id);
4333         pr_cont_pool_info(pool);
4334
4335         pr_cont(" active=%d/%d%s\n", pwq->nr_active, pwq->max_active,
4336                 !list_empty(&pwq->mayday_node) ? " MAYDAY" : "");
4337
4338         hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4339                 if (worker->current_pwq == pwq) {
4340                         has_in_flight = true;
4341                         break;
4342                 }
4343         }
4344         if (has_in_flight) {
4345                 bool comma = false;
4346
4347                 pr_info("    in-flight:");
4348                 hash_for_each(pool->busy_hash, bkt, worker, hentry) {
4349                         if (worker->current_pwq != pwq)
4350                                 continue;
4351
4352                         pr_cont("%s %d%s:%pf", comma ? "," : "",
4353                                 task_pid_nr(worker->task),
4354                                 worker == pwq->wq->rescuer ? "(RESCUER)" : "",
4355                                 worker->current_func);
4356                         list_for_each_entry(work, &worker->scheduled, entry)
4357                                 pr_cont_work(false, work);
4358                         comma = true;
4359                 }
4360                 pr_cont("\n");
4361         }
4362
4363         list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4364                 if (get_work_pwq(work) == pwq) {
4365                         has_pending = true;
4366                         break;
4367                 }
4368         }
4369         if (has_pending) {
4370                 bool comma = false;
4371
4372                 pr_info("    pending:");
4373                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry) {
4374                         if (get_work_pwq(work) != pwq)
4375                                 continue;
4376
4377                         pr_cont_work(comma, work);
4378                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4379                 }
4380                 pr_cont("\n");
4381         }
4382
4383         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4384                 bool comma = false;
4385
4386                 pr_info("    delayed:");
4387                 list_for_each_entry(work, &pwq->delayed_works, entry) {
4388                         pr_cont_work(comma, work);
4389                         comma = !(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED);
4390                 }
4391                 pr_cont("\n");
4392         }
4393 }
4394
4395 /**
4396  * show_workqueue_state - dump workqueue state
4397  *
4398  * Called from a sysrq handler and prints out all busy workqueues and
4399  * pools.
4400  */
4401 void show_workqueue_state(void)
4402 {
4403         struct workqueue_struct *wq;
4404         struct worker_pool *pool;
4405         unsigned long flags;
4406         int pi;
4407
4408         rcu_read_lock_sched();
4409
4410         pr_info("Showing busy workqueues and worker pools:\n");
4411
4412         list_for_each_entry_rcu(wq, &workqueues, list) {
4413                 struct pool_workqueue *pwq;
4414                 bool idle = true;
4415
4416                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4417                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works)) {
4418                                 idle = false;
4419                                 break;
4420                         }
4421                 }
4422                 if (idle)
4423                         continue;
4424
4425                 pr_info("workqueue %s: flags=0x%x\n", wq->name, wq->flags);
4426
4427                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4428                         spin_lock_irqsave(&pwq->pool->lock, flags);
4429                         if (pwq->nr_active || !list_empty(&pwq->delayed_works))
4430                                 show_pwq(pwq);
4431                         spin_unlock_irqrestore(&pwq->pool->lock, flags);
4432                 }
4433         }
4434
4435         for_each_pool(pool, pi) {
4436                 struct worker *worker;
4437                 bool first = true;
4438
4439                 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
4440                 if (pool->nr_workers == pool->nr_idle)
4441                         goto next_pool;
4442
4443                 pr_info("pool %d:", pool->id);
4444                 pr_cont_pool_info(pool);
4445                 pr_cont(" hung=%us workers=%d",
4446                         jiffies_to_msecs(jiffies - pool->watchdog_ts) / 1000,
4447                         pool->nr_workers);
4448                 if (pool->manager)
4449                         pr_cont(" manager: %d",
4450                                 task_pid_nr(pool->manager->task));
4451                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
4452                         pr_cont(" %s%d", first ? "idle: " : "",
4453                                 task_pid_nr(worker->task));
4454                         first = false;
4455                 }
4456                 pr_cont("\n");
4457         next_pool:
4458                 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
4459         }
4460
4461         rcu_read_unlock_sched();
4462 }
4463
4464 /*
4465  * CPU hotplug.
4466  *
4467  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4468  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4469  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4470  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4471  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4472  * blocked draining impractical.
4473  *
4474  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4475  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4476  * cpu comes back online.
4477  */
4478
4479 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4480 {
4481         int cpu = smp_processor_id();
4482         struct worker_pool *pool;
4483         struct worker *worker;
4484
4485         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4486                 mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4487                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4488
4489                 /*
4490                  * We've blocked all attach/detach operations. Make all workers
4491                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4492                  * except for the ones which are still executing works from
4493                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4494                  * this, they may become diasporas.
4495                  */
4496                 for_each_pool_worker(worker, pool)
4497                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4498
4499                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4500
4501                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4502                 mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4503
4504                 /*
4505                  * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
4506                  * guarantee sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.
4507                  * This is necessary as scheduler callbacks may be invoked
4508                  * from other cpus.
4509                  */
4510                 schedule();
4511
4512                 /*
4513                  * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.
4514                  * After this, nr_running stays zero and need_more_worker()
4515                  * and keep_working() are always true as long as the
4516                  * worklist is not empty.  This pool now behaves as an
4517                  * unbound (in terms of concurrency management) pool which
4518                  * are served by workers tied to the pool.
4519                  */
4520                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4521
4522                 /*
4523                  * With concurrency management just turned off, a busy
4524                  * worker blocking could lead to lengthy stalls.  Kick off
4525                  * unbound chain execution of currently pending work items.
4526                  */
4527                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4528                 wake_up_worker(pool);
4529                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4530         }
4531 }
4532
4533 /**
4534  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4535  * @pool: pool of interest
4536  *
4537  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4538  */
4539 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4540 {
4541         struct worker *worker;
4542
4543         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4544
4545         /*
4546          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4547          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4548          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinity
4549          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4550          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4551          */
4552         for_each_pool_worker(worker, pool)
4553                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4554                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4555
4556         spin_lock_irq(&pool->lock);
4557
4558         /*
4559          * XXX: CPU hotplug notifiers are weird and can call DOWN_FAILED
4560          * w/o preceding DOWN_PREPARE.  Work around it.  CPU hotplug is
4561          * being reworked and this can go away in time.
4562          */
4563         if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) {
4564                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4565                 return;
4566         }
4567
4568         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4569
4570         for_each_pool_worker(worker, pool) {
4571                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4572
4573                 /*
4574                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4575                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4576                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4577                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4578                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4579                  * be bound before @pool->lock is released.
4580                  */
4581                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4582                         wake_up_process(worker->task);
4583
4584                 /*
4585                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4586                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4587                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4588                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4589                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4590                  * concurrency management.  Note that when or whether
4591                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4592                  *
4593                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4594                  * tested without holding any lock in
4595                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4596                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4597                  * management operations.
4598                  */
4599                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4600                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4601                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4602                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4603         }
4604
4605         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4606 }
4607
4608 /**
4609  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4610  * @pool: unbound pool of interest
4611  * @cpu: the CPU which is coming up
4612  *
4613  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4614  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4615  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4616  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4617  */
4618 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4619 {
4620         static cpumask_t cpumask;
4621         struct worker *worker;
4622
4623         lockdep_assert_held(&pool->attach_mutex);
4624
4625         /* is @cpu allowed for @pool? */
4626         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4627                 return;
4628
4629         /* is @cpu the only online CPU? */
4630         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4631         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4632                 return;
4633
4634         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4635         for_each_pool_worker(worker, pool)
4636                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4637                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4638 }
4639
4640 /*
4641  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4642  * This will be registered high priority CPU notifier.
4643  */
4644 static int workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4645                                                unsigned long action,
4646                                                void *hcpu)
4647 {
4648         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4649         struct worker_pool *pool;
4650         struct workqueue_struct *wq;
4651         int pi;
4652
4653         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4654         case CPU_UP_PREPARE:
4655                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4656                         if (pool->nr_workers)
4657                                 continue;
4658                         if (!create_worker(pool))
4659                                 return NOTIFY_BAD;
4660                 }
4661                 break;
4662
4663         case CPU_DOWN_FAILED:
4664         case CPU_ONLINE:
4665                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4666
4667                 for_each_pool(pool, pi) {
4668                         mutex_lock(&pool->attach_mutex);
4669
4670                         if (pool->cpu == cpu)
4671                                 rebind_workers(pool);
4672                         else if (pool->cpu < 0)
4673                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4674
4675                         mutex_unlock(&pool->attach_mutex);
4676                 }
4677
4678                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4679                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4680                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, true);
4681
4682                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4683                 break;
4684         }
4685         return NOTIFY_OK;
4686 }
4687
4688 /*
4689  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4690  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4691  */
4692 static int workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4693                                                  unsigned long action,
4694                                                  void *hcpu)
4695 {
4696         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4697         struct work_struct unbind_work;
4698         struct workqueue_struct *wq;
4699
4700         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4701         case CPU_DOWN_PREPARE:
4702                 /* unbinding per-cpu workers should happen on the local CPU */
4703                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4704                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4705
4706                 /* update NUMA affinity of unbound workqueues */
4707                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4708                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list)
4709                         wq_update_unbound_numa(wq, cpu, false);
4710                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4711
4712                 /* wait for per-cpu unbinding to finish */
4713                 flush_work(&unbind_work);
4714                 destroy_work_on_stack(&unbind_work);
4715                 break;
4716         }
4717         return NOTIFY_OK;
4718 }
4719
4720 #ifdef CONFIG_SMP
4721
4722 struct work_for_cpu {
4723         struct work_struct work;
4724         long (*fn)(void *);
4725         void *arg;
4726         long ret;
4727 };
4728
4729 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4730 {
4731         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4732
4733         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4734 }
4735
4736 /**
4737  * work_on_cpu - run a function in thread context on a particular cpu
4738  * @cpu: the cpu to run on
4739  * @fn: the function to run
4740  * @arg: the function arg
4741  *
4742  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4743  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4744  *
4745  * Return: The value @fn returns.
4746  */
4747 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4748 {
4749         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4750
4751         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4752         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4753         flush_work(&wfc.work);
4754         destroy_work_on_stack(&wfc.work);
4755         return wfc.ret;
4756 }
4757 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4758 #endif /* CONFIG_SMP */
4759
4760 #ifdef CONFIG_FREEZER
4761
4762 /**
4763  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4764  *
4765  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4766  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4767  * pool->worklist.
4768  *
4769  * CONTEXT:
4770  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4771  */
4772 void freeze_workqueues_begin(void)
4773 {
4774         struct workqueue_struct *wq;
4775         struct pool_workqueue *pwq;
4776
4777         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4778
4779         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4780         workqueue_freezing = true;
4781
4782         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4783                 mutex_lock(&wq->mutex);
4784                 for_each_pwq(pwq, wq)
4785                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4786                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4787         }
4788
4789         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4790 }
4791
4792 /**
4793  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4794  *
4795  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4796  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4797  *
4798  * CONTEXT:
4799  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4800  *
4801  * Return:
4802  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4803  * is complete.
4804  */
4805 bool freeze_workqueues_busy(void)
4806 {
4807         bool busy = false;
4808         struct workqueue_struct *wq;
4809         struct pool_workqueue *pwq;
4810
4811         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4812
4813         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4814
4815         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4816                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4817                         continue;
4818                 /*
4819                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4820                  * to peek without lock.
4821                  */
4822                 rcu_read_lock_sched();
4823                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4824                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4825                         if (pwq->nr_active) {
4826                                 busy = true;
4827                                 rcu_read_unlock_sched();
4828                                 goto out_unlock;
4829                         }
4830                 }
4831                 rcu_read_unlock_sched();
4832         }
4833 out_unlock:
4834         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4835         return busy;
4836 }
4837
4838 /**
4839  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4840  *
4841  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4842  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4843  *
4844  * CONTEXT:
4845  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4846  */
4847 void thaw_workqueues(void)
4848 {
4849         struct workqueue_struct *wq;
4850         struct pool_workqueue *pwq;
4851
4852         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4853
4854         if (!workqueue_freezing)
4855                 goto out_unlock;
4856
4857         workqueue_freezing = false;
4858
4859         /* restore max_active and repopulate worklist */
4860         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4861                 mutex_lock(&wq->mutex);
4862                 for_each_pwq(pwq, wq)
4863                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4864                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4865         }
4866
4867 out_unlock:
4868         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4869 }
4870 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4871
4872 static int workqueue_apply_unbound_cpumask(void)
4873 {
4874         LIST_HEAD(ctxs);
4875         int ret = 0;
4876         struct workqueue_struct *wq;
4877         struct apply_wqattrs_ctx *ctx, *n;
4878
4879         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
4880
4881         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4882                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
4883                         continue;
4884                 /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
4885                 if (wq->flags & __WQ_ORDERED)
4886                         continue;
4887
4888                 ctx = apply_wqattrs_prepare(wq, wq->unbound_attrs);
4889                 if (!ctx) {
4890                         ret = -ENOMEM;
4891                         break;
4892                 }
4893
4894                 list_add_tail(&ctx->list, &ctxs);
4895         }
4896
4897         list_for_each_entry_safe(ctx, n, &ctxs, list) {
4898                 if (!ret)
4899                         apply_wqattrs_commit(ctx);
4900                 apply_wqattrs_cleanup(ctx);
4901         }
4902
4903         return ret;
4904 }
4905
4906 /**
4907  *  workqueue_set_unbound_cpumask - Set the low-level unbound cpumask
4908  *  @cpumask: the cpumask to set
4909  *
4910  *  The low-level workqueues cpumask is a global cpumask that limits
4911  *  the affinity of all unbound workqueues.  This function check the @cpumask
4912  *  and apply it to all unbound workqueues and updates all pwqs of them.
4913  *
4914  *  Retun:      0       - Success
4915  *              -EINVAL - Invalid @cpumask
4916  *              -ENOMEM - Failed to allocate memory for attrs or pwqs.
4917  */
4918 int workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask_var_t cpumask)
4919 {
4920         int ret = -EINVAL;
4921         cpumask_var_t saved_cpumask;
4922
4923         if (!zalloc_cpumask_var(&saved_cpumask, GFP_KERNEL))
4924                 return -ENOMEM;
4925
4926         cpumask_and(cpumask, cpumask, cpu_possible_mask);
4927         if (!cpumask_empty(cpumask)) {
4928                 apply_wqattrs_lock();
4929
4930                 /* save the old wq_unbound_cpumask. */
4931                 cpumask_copy(saved_cpumask, wq_unbound_cpumask);
4932
4933                 /* update wq_unbound_cpumask at first and apply it to wqs. */
4934                 cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpumask);
4935                 ret = workqueue_apply_unbound_cpumask();
4936
4937                 /* restore the wq_unbound_cpumask when failed. */
4938                 if (ret < 0)
4939                         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, saved_cpumask);
4940
4941                 apply_wqattrs_unlock();
4942         }
4943
4944         free_cpumask_var(saved_cpumask);
4945         return ret;
4946 }
4947
4948 #ifdef CONFIG_SYSFS
4949 /*
4950  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
4951  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
4952  * following attributes.
4953  *
4954  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
4955  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
4956  *
4957  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
4958  *
4959  *  id          RO int  : the associated pool ID
4960  *  nice        RW int  : nice value of the workers
4961  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
4962  */
4963 struct wq_device {
4964         struct workqueue_struct         *wq;
4965         struct device                   dev;
4966 };
4967
4968 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
4969 {
4970         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
4971
4972         return wq_dev->wq;
4973 }
4974
4975 static ssize_t per_cpu_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
4976                             char *buf)
4977 {
4978         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4979
4980         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
4981 }
4982 static DEVICE_ATTR_RO(per_cpu);
4983
4984 static ssize_t max_active_show(struct device *dev,
4985                                struct device_attribute *attr, char *buf)
4986 {
4987         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4988
4989         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
4990 }
4991
4992 static ssize_t max_active_store(struct device *dev,
4993                                 struct device_attribute *attr, const char *buf,
4994                                 size_t count)
4995 {
4996         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
4997         int val;
4998
4999         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
5000                 return -EINVAL;
5001
5002         workqueue_set_max_active(wq, val);
5003         return count;
5004 }
5005 static DEVICE_ATTR_RW(max_active);
5006
5007 static struct attribute *wq_sysfs_attrs[] = {
5008         &dev_attr_per_cpu.attr,
5009         &dev_attr_max_active.attr,
5010         NULL,
5011 };
5012 ATTRIBUTE_GROUPS(wq_sysfs);
5013
5014 static ssize_t wq_pool_ids_show(struct device *dev,
5015                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5016 {
5017         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5018         const char *delim = "";
5019         int node, written = 0;
5020
5021         rcu_read_lock_sched();
5022         for_each_node(node) {
5023                 written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written,
5024                                      "%s%d:%d", delim, node,
5025                                      unbound_pwq_by_node(wq, node)->pool->id);
5026                 delim = " ";
5027         }
5028         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
5029         rcu_read_unlock_sched();
5030
5031         return written;
5032 }
5033
5034 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5035                             char *buf)
5036 {
5037         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5038         int written;
5039
5040         mutex_lock(&wq->mutex);
5041         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->unbound_attrs->nice);
5042         mutex_unlock(&wq->mutex);
5043
5044         return written;
5045 }
5046
5047 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
5048 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
5049 {
5050         struct workqueue_attrs *attrs;
5051
5052         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
5053
5054         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5055         if (!attrs)
5056                 return NULL;
5057
5058         copy_workqueue_attrs(attrs, wq->unbound_attrs);
5059         return attrs;
5060 }
5061
5062 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5063                              const char *buf, size_t count)
5064 {
5065         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5066         struct workqueue_attrs *attrs;
5067         int ret = -ENOMEM;
5068
5069         apply_wqattrs_lock();
5070
5071         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5072         if (!attrs)
5073                 goto out_unlock;
5074
5075         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
5076             attrs->nice >= MIN_NICE && attrs->nice <= MAX_NICE)
5077                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5078         else
5079                 ret = -EINVAL;
5080
5081 out_unlock:
5082         apply_wqattrs_unlock();
5083         free_workqueue_attrs(attrs);
5084         return ret ?: count;
5085 }
5086
5087 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
5088                                struct device_attribute *attr, char *buf)
5089 {
5090         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5091         int written;
5092
5093         mutex_lock(&wq->mutex);
5094         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5095                             cpumask_pr_args(wq->unbound_attrs->cpumask));
5096         mutex_unlock(&wq->mutex);
5097         return written;
5098 }
5099
5100 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
5101                                 struct device_attribute *attr,
5102                                 const char *buf, size_t count)
5103 {
5104         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5105         struct workqueue_attrs *attrs;
5106         int ret = -ENOMEM;
5107
5108         apply_wqattrs_lock();
5109
5110         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5111         if (!attrs)
5112                 goto out_unlock;
5113
5114         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
5115         if (!ret)
5116                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5117
5118 out_unlock:
5119         apply_wqattrs_unlock();
5120         free_workqueue_attrs(attrs);
5121         return ret ?: count;
5122 }
5123
5124 static ssize_t wq_numa_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5125                             char *buf)
5126 {
5127         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5128         int written;
5129
5130         mutex_lock(&wq->mutex);
5131         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
5132                             !wq->unbound_attrs->no_numa);
5133         mutex_unlock(&wq->mutex);
5134
5135         return written;
5136 }
5137
5138 static ssize_t wq_numa_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
5139                              const char *buf, size_t count)
5140 {
5141         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
5142         struct workqueue_attrs *attrs;
5143         int v, ret = -ENOMEM;
5144
5145         apply_wqattrs_lock();
5146
5147         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
5148         if (!attrs)
5149                 goto out_unlock;
5150
5151         ret = -EINVAL;
5152         if (sscanf(buf, "%d", &v) == 1) {
5153                 attrs->no_numa = !v;
5154                 ret = apply_workqueue_attrs_locked(wq, attrs);
5155         }
5156
5157 out_unlock:
5158         apply_wqattrs_unlock();
5159         free_workqueue_attrs(attrs);
5160         return ret ?: count;
5161 }
5162
5163 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
5164         __ATTR(pool_ids, 0444, wq_pool_ids_show, NULL),
5165         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
5166         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
5167         __ATTR(numa, 0644, wq_numa_show, wq_numa_store),
5168         __ATTR_NULL,
5169 };
5170
5171 static struct bus_type wq_subsys = {
5172         .name                           = "workqueue",
5173         .dev_groups                     = wq_sysfs_groups,
5174 };
5175
5176 static ssize_t wq_unbound_cpumask_show(struct device *dev,
5177                 struct device_attribute *attr, char *buf)
5178 {
5179         int written;
5180
5181         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5182         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%*pb\n",
5183                             cpumask_pr_args(wq_unbound_cpumask));
5184         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5185
5186         return written;
5187 }
5188
5189 static ssize_t wq_unbound_cpumask_store(struct device *dev,
5190                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
5191 {
5192         cpumask_var_t cpumask;
5193         int ret;
5194
5195         if (!zalloc_cpumask_var(&cpumask, GFP_KERNEL))
5196                 return -ENOMEM;
5197
5198         ret = cpumask_parse(buf, cpumask);
5199         if (!ret)
5200                 ret = workqueue_set_unbound_cpumask(cpumask);
5201
5202         free_cpumask_var(cpumask);
5203         return ret ? ret : count;
5204 }
5205
5206 static struct device_attribute wq_sysfs_cpumask_attr =
5207         __ATTR(cpumask, 0644, wq_unbound_cpumask_show,
5208                wq_unbound_cpumask_store);
5209
5210 static int __init wq_sysfs_init(void)
5211 {
5212         int err;
5213
5214         err = subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
5215         if (err)
5216                 return err;
5217
5218         return device_create_file(wq_subsys.dev_root, &wq_sysfs_cpumask_attr);
5219 }
5220 core_initcall(wq_sysfs_init);
5221
5222 static void wq_device_release(struct device *dev)
5223 {
5224         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
5225
5226         kfree(wq_dev);
5227 }
5228
5229 /**
5230  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
5231  * @wq: the workqueue to register
5232  *
5233  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
5234  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
5235  * which is the preferred method.
5236  *
5237  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
5238  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
5239  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
5240  * attributes.
5241  *
5242  * Return: 0 on success, -errno on failure.
5243  */
5244 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
5245 {
5246         struct wq_device *wq_dev;
5247         int ret;
5248
5249         /*
5250          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applying
5251          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
5252          * workqueues.
5253          */
5254         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
5255                 return -EINVAL;
5256
5257         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
5258         if (!wq_dev)
5259                 return -ENOMEM;
5260
5261         wq_dev->wq = wq;
5262         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
5263         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
5264         dev_set_name(&wq_dev->dev, "%s", wq->name);
5265
5266         /*
5267          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
5268          * everything is ready.
5269          */
5270         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
5271
5272         ret = device_register(&wq_dev->dev);
5273         if (ret) {
5274                 kfree(wq_dev);
5275                 wq->wq_dev = NULL;
5276                 return ret;
5277         }
5278
5279         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
5280                 struct device_attribute *attr;
5281
5282                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
5283                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
5284                         if (ret) {
5285                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
5286                                 wq->wq_dev = NULL;
5287                                 return ret;
5288                         }
5289                 }
5290         }
5291
5292         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, false);
5293         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
5294         return 0;
5295 }
5296
5297 /**
5298  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
5299  * @wq: the workqueue to unregister
5300  *
5301  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
5302  */
5303 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
5304 {
5305         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
5306
5307         if (!wq->wq_dev)
5308                 return;
5309
5310         wq->wq_dev = NULL;
5311         device_unregister(&wq_dev->dev);
5312 }
5313 #else   /* CONFIG_SYSFS */
5314 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
5315 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
5316
5317 /*
5318  * Workqueue watchdog.
5319  *
5320  * Stall may be caused by various bugs - missing WQ_MEM_RECLAIM, illegal
5321  * flush dependency, a concurrency managed work item which stays RUNNING
5322  * indefinitely.  Workqueue stalls can be very difficult to debug as the
5323  * usual warning mechanisms don't trigger and internal workqueue state is
5324  * largely opaque.
5325  *
5326  * Workqueue watchdog monitors all worker pools periodically and dumps
5327  * state if some pools failed to make forward progress for a while where
5328  * forward progress is defined as the first item on ->worklist changing.
5329  *
5330  * This mechanism is controlled through the kernel parameter
5331  * "workqueue.watchdog_thresh" which can be updated at runtime through the
5332  * corresponding sysfs parameter file.
5333  */
5334 #ifdef CONFIG_WQ_WATCHDOG
5335
5336 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data);
5337
5338 static unsigned long wq_watchdog_thresh = 30;
5339 static struct timer_list wq_watchdog_timer =
5340         TIMER_DEFERRED_INITIALIZER(wq_watchdog_timer_fn, 0, 0);
5341
5342 static unsigned long wq_watchdog_touched = INITIAL_JIFFIES;
5343 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, wq_watchdog_touched_cpu) = INITIAL_JIFFIES;
5344
5345 static void wq_watchdog_reset_touched(void)
5346 {
5347         int cpu;
5348
5349         wq_watchdog_touched = jiffies;
5350         for_each_possible_cpu(cpu)
5351                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5352 }
5353
5354 static void wq_watchdog_timer_fn(unsigned long data)
5355 {
5356         unsigned long thresh = READ_ONCE(wq_watchdog_thresh) * HZ;
5357         bool lockup_detected = false;
5358         struct worker_pool *pool;
5359         int pi;
5360
5361         if (!thresh)
5362                 return;
5363
5364         rcu_read_lock();
5365
5366         for_each_pool(pool, pi) {
5367                 unsigned long pool_ts, touched, ts;
5368
5369                 if (list_empty(&pool->worklist))
5370                         continue;
5371
5372                 /* get the latest of pool and touched timestamps */
5373                 pool_ts = READ_ONCE(pool->watchdog_ts);
5374                 touched = READ_ONCE(wq_watchdog_touched);
5375
5376                 if (time_after(pool_ts, touched))
5377                         ts = pool_ts;
5378                 else
5379                         ts = touched;
5380
5381                 if (pool->cpu >= 0) {
5382                         unsigned long cpu_touched =
5383                                 READ_ONCE(per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu,
5384                                                   pool->cpu));
5385                         if (time_after(cpu_touched, ts))
5386                                 ts = cpu_touched;
5387                 }
5388
5389                 /* did we stall? */
5390                 if (time_after(jiffies, ts + thresh)) {
5391                         lockup_detected = true;
5392                         pr_emerg("BUG: workqueue lockup - pool");
5393                         pr_cont_pool_info(pool);
5394                         pr_cont(" stuck for %us!\n",
5395                                 jiffies_to_msecs(jiffies - pool_ts) / 1000);
5396                 }
5397         }
5398
5399         rcu_read_unlock();
5400
5401         if (lockup_detected)
5402                 show_workqueue_state();
5403
5404         wq_watchdog_reset_touched();
5405         mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh);
5406 }
5407
5408 void wq_watchdog_touch(int cpu)
5409 {
5410         if (cpu >= 0)
5411                 per_cpu(wq_watchdog_touched_cpu, cpu) = jiffies;
5412         else
5413                 wq_watchdog_touched = jiffies;
5414 }
5415
5416 static void wq_watchdog_set_thresh(unsigned long thresh)
5417 {
5418         wq_watchdog_thresh = 0;
5419         del_timer_sync(&wq_watchdog_timer);
5420
5421         if (thresh) {
5422                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5423                 wq_watchdog_reset_touched();
5424                 mod_timer(&wq_watchdog_timer, jiffies + thresh * HZ);
5425         }
5426 }
5427
5428 static int wq_watchdog_param_set_thresh(const char *val,
5429                                         const struct kernel_param *kp)
5430 {
5431         unsigned long thresh;
5432         int ret;
5433
5434         ret = kstrtoul(val, 0, &thresh);
5435         if (ret)
5436                 return ret;
5437
5438         if (system_wq)
5439                 wq_watchdog_set_thresh(thresh);
5440         else
5441                 wq_watchdog_thresh = thresh;
5442
5443         return 0;
5444 }
5445
5446 static const struct kernel_param_ops wq_watchdog_thresh_ops = {
5447         .set    = wq_watchdog_param_set_thresh,
5448         .get    = param_get_ulong,
5449 };
5450
5451 module_param_cb(watchdog_thresh, &wq_watchdog_thresh_ops, &wq_watchdog_thresh,
5452                 0644);
5453
5454 static void wq_watchdog_init(void)
5455 {
5456         wq_watchdog_set_thresh(wq_watchdog_thresh);
5457 }
5458
5459 #else   /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5460
5461 static inline void wq_watchdog_init(void) { }
5462
5463 #endif  /* CONFIG_WQ_WATCHDOG */
5464
5465 static void __init wq_numa_init(void)
5466 {
5467         cpumask_var_t *tbl;
5468         int node, cpu;
5469
5470         if (num_possible_nodes() <= 1)
5471                 return;
5472
5473         if (wq_disable_numa) {
5474                 pr_info("workqueue: NUMA affinity support disabled\n");
5475                 return;
5476         }
5477
5478         wq_update_unbound_numa_attrs_buf = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
5479         BUG_ON(!wq_update_unbound_numa_attrs_buf);
5480
5481         /*
5482          * We want masks of possible CPUs of each node which isn't readily
5483          * available.  Build one from cpu_to_node() which should have been
5484          * fully initialized by now.
5485          */
5486         tbl = kzalloc(nr_node_ids * sizeof(tbl[0]), GFP_KERNEL);
5487         BUG_ON(!tbl);
5488
5489         for_each_node(node)
5490                 BUG_ON(!zalloc_cpumask_var_node(&tbl[node], GFP_KERNEL,
5491                                 node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE));
5492
5493         for_each_possible_cpu(cpu) {
5494                 node = cpu_to_node(cpu);
5495                 if (WARN_ON(node == NUMA_NO_NODE)) {
5496                         pr_warn("workqueue: NUMA node mapping not available for cpu%d, disabling NUMA support\n", cpu);
5497                         /* happens iff arch is bonkers, let's just proceed */
5498                         return;
5499                 }
5500                 cpumask_set_cpu(cpu, tbl[node]);
5501         }
5502
5503         wq_numa_possible_cpumask = tbl;
5504         wq_numa_enabled = true;
5505 }
5506
5507 static int __init init_workqueues(void)
5508 {
5509         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
5510         int i, cpu;
5511
5512         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
5513
5514         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&wq_unbound_cpumask, GFP_KERNEL));
5515         cpumask_copy(wq_unbound_cpumask, cpu_possible_mask);
5516
5517         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
5518
5519         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
5520         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
5521
5522         wq_numa_init();
5523
5524         /* initialize CPU pools */
5525         for_each_possible_cpu(cpu) {
5526                 struct worker_pool *pool;
5527
5528                 i = 0;
5529                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5530                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
5531                         pool->cpu = cpu;
5532                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
5533                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
5534                         pool->node = cpu_to_node(cpu);
5535
5536                         /* alloc pool ID */
5537                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
5538                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
5539                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
5540                 }
5541         }
5542
5543         /* create the initial worker */
5544         for_each_online_cpu(cpu) {
5545                 struct worker_pool *pool;
5546
5547                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
5548                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
5549                         BUG_ON(!create_worker(pool));
5550                 }
5551         }
5552
5553         /* create default unbound and ordered wq attrs */
5554         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
5555                 struct workqueue_attrs *attrs;
5556
5557                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5558                 attrs->nice = std_nice[i];
5559                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
5560
5561                 /*
5562                  * An ordered wq should have only one pwq as ordering is
5563                  * guaranteed by max_active which is enforced by pwqs.
5564                  * Turn off NUMA so that dfl_pwq is used for all nodes.
5565                  */
5566                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
5567                 attrs->nice = std_nice[i];
5568                 attrs->no_numa = true;
5569                 ordered_wq_attrs[i] = attrs;
5570         }
5571
5572         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
5573         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
5574         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
5575         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
5576                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
5577         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
5578                                               WQ_FREEZABLE, 0);
5579         system_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_power_efficient",
5580                                               WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
5581         system_freezable_power_efficient_wq = alloc_workqueue("events_freezable_power_efficient",
5582                                               WQ_FREEZABLE | WQ_POWER_EFFICIENT,
5583                                               0);
5584         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
5585                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
5586                !system_power_efficient_wq ||
5587                !system_freezable_power_efficient_wq);
5588
5589         wq_watchdog_init();
5590
5591         return 0;
5592 }
5593 early_initcall(init_workqueues);