]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/workqueue.c
workqueue: fix race condition in unbound workqueue free path
[karo-tx-linux.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * kernel/workqueue.c - generic async execution with shared worker pool
3  *
4  * Copyright (C) 2002           Ingo Molnar
5  *
6  *   Derived from the taskqueue/keventd code by:
7  *     David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
8  *     Andrew Morton
9  *     Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
10  *     Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
11  *
12  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
13  *
14  * Copyright (C) 2010           SUSE Linux Products GmbH
15  * Copyright (C) 2010           Tejun Heo <tj@kernel.org>
16  *
17  * This is the generic async execution mechanism.  Work items as are
18  * executed in process context.  The worker pool is shared and
19  * automatically managed.  There is one worker pool for each CPU and
20  * one extra for works which are better served by workers which are
21  * not bound to any specific CPU.
22  *
23  * Please read Documentation/workqueue.txt for details.
24  */
25
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/sched.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/signal.h>
31 #include <linux/completion.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/kthread.h>
37 #include <linux/hardirq.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/lockdep.h>
43 #include <linux/idr.h>
44 #include <linux/jhash.h>
45 #include <linux/hashtable.h>
46 #include <linux/rculist.h>
47
48 #include "workqueue_internal.h"
49
50 enum {
51         /*
52          * worker_pool flags
53          *
54          * A bound pool is either associated or disassociated with its CPU.
55          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
56          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
57          * is in effect.
58          *
59          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
60          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
61          * be executing on any CPU.  The pool behaves as an unbound one.
62          *
63          * Note that DISASSOCIATED should be flipped only while holding
64          * manager_mutex to avoid changing binding state while
65          * create_worker() is in progress.
66          */
67         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
68         POOL_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
69         POOL_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
70
71         /* worker flags */
72         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
73         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
74         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
75         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
76         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
77         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
78         WORKER_REBOUND          = 1 << 8,       /* worker was rebound */
79
80         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_CPU_INTENSIVE |
81                                   WORKER_UNBOUND | WORKER_REBOUND,
82
83         NR_STD_WORKER_POOLS     = 2,            /* # standard pools per cpu */
84
85         UNBOUND_POOL_HASH_ORDER = 6,            /* hashed by pool->attrs */
86         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
87
88         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
89         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
90
91         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
92                                                 /* call for help after 10ms
93                                                    (min two ticks) */
94         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
95         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
96
97         /*
98          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
99          * all cpus.  Give -20.
100          */
101         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
102         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
103 };
104
105 /*
106  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
107  *
108  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
109  *    everyone else.
110  *
111  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
112  *    only be modified and accessed from the local cpu.
113  *
114  * L: pool->lock protected.  Access with pool->lock held.
115  *
116  * X: During normal operation, modification requires pool->lock and should
117  *    be done only from local cpu.  Either disabling preemption on local
118  *    cpu or grabbing pool->lock is enough for read access.  If
119  *    POOL_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
120  *
121  * MG: pool->manager_mutex and pool->lock protected.  Writes require both
122  *     locks.  Reads can happen under either lock.
123  *
124  * PL: wq_pool_mutex protected.
125  *
126  * PR: wq_pool_mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
127  *
128  * WQ: wq->mutex protected.
129  *
130  * WR: wq->mutex protected for writes.  Sched-RCU protected for reads.
131  *
132  * MD: wq_mayday_lock protected.
133  */
134
135 /* struct worker is defined in workqueue_internal.h */
136
137 struct worker_pool {
138         spinlock_t              lock;           /* the pool lock */
139         int                     cpu;            /* I: the associated cpu */
140         int                     id;             /* I: pool ID */
141         unsigned int            flags;          /* X: flags */
142
143         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
144         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
145
146         /* nr_idle includes the ones off idle_list for rebinding */
147         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
148
149         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
150         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
151         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
152
153         /* a workers is either on busy_hash or idle_list, or the manager */
154         DECLARE_HASHTABLE(busy_hash, BUSY_WORKER_HASH_ORDER);
155                                                 /* L: hash of busy workers */
156
157         /* see manage_workers() for details on the two manager mutexes */
158         struct mutex            manager_arb;    /* manager arbitration */
159         struct mutex            manager_mutex;  /* manager exclusion */
160         struct idr              worker_idr;     /* MG: worker IDs and iteration */
161
162         struct workqueue_attrs  *attrs;         /* I: worker attributes */
163         struct hlist_node       hash_node;      /* PL: unbound_pool_hash node */
164         int                     refcnt;         /* PL: refcnt for unbound pools */
165
166         /*
167          * The current concurrency level.  As it's likely to be accessed
168          * from other CPUs during try_to_wake_up(), put it in a separate
169          * cacheline.
170          */
171         atomic_t                nr_running ____cacheline_aligned_in_smp;
172
173         /*
174          * Destruction of pool is sched-RCU protected to allow dereferences
175          * from get_work_pool().
176          */
177         struct rcu_head         rcu;
178 } ____cacheline_aligned_in_smp;
179
180 /*
181  * The per-pool workqueue.  While queued, the lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS
182  * of work_struct->data are used for flags and the remaining high bits
183  * point to the pwq; thus, pwqs need to be aligned at two's power of the
184  * number of flag bits.
185  */
186 struct pool_workqueue {
187         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
188         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
189         int                     work_color;     /* L: current color */
190         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
191         int                     refcnt;         /* L: reference count */
192         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
193                                                 /* L: nr of in_flight works */
194         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
195         int                     max_active;     /* L: max active works */
196         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
197         struct list_head        pwqs_node;      /* WR: node on wq->pwqs */
198         struct list_head        mayday_node;    /* MD: node on wq->maydays */
199
200         /*
201          * Release of unbound pwq is punted to system_wq.  See put_pwq()
202          * and pwq_unbound_release_workfn() for details.  pool_workqueue
203          * itself is also sched-RCU protected so that the first pwq can be
204          * determined without grabbing wq->mutex.
205          */
206         struct work_struct      unbound_release_work;
207         struct rcu_head         rcu;
208 } __aligned(1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS);
209
210 /*
211  * Structure used to wait for workqueue flush.
212  */
213 struct wq_flusher {
214         struct list_head        list;           /* WQ: list of flushers */
215         int                     flush_color;    /* WQ: flush color waiting for */
216         struct completion       done;           /* flush completion */
217 };
218
219 struct wq_device;
220
221 /*
222  * The externally visible workqueue.  It relays the issued work items to
223  * the appropriate worker_pool through its pool_workqueues.
224  */
225 struct workqueue_struct {
226         unsigned int            flags;          /* WQ: WQ_* flags */
227         struct pool_workqueue __percpu *cpu_pwqs; /* I: per-cpu pwq's */
228         struct list_head        pwqs;           /* WR: all pwqs of this wq */
229         struct list_head        list;           /* PL: list of all workqueues */
230
231         struct mutex            mutex;          /* protects this wq */
232         int                     work_color;     /* WQ: current work color */
233         int                     flush_color;    /* WQ: current flush color */
234         atomic_t                nr_pwqs_to_flush; /* flush in progress */
235         struct wq_flusher       *first_flusher; /* WQ: first flusher */
236         struct list_head        flusher_queue;  /* WQ: flush waiters */
237         struct list_head        flusher_overflow; /* WQ: flush overflow list */
238
239         struct list_head        maydays;        /* MD: pwqs requesting rescue */
240         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
241
242         int                     nr_drainers;    /* WQ: drain in progress */
243         int                     saved_max_active; /* WQ: saved pwq max_active */
244
245 #ifdef CONFIG_SYSFS
246         struct wq_device        *wq_dev;        /* I: for sysfs interface */
247 #endif
248 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
249         struct lockdep_map      lockdep_map;
250 #endif
251         char                    name[];         /* I: workqueue name */
252 };
253
254 static struct kmem_cache *pwq_cache;
255
256 static DEFINE_MUTEX(wq_pool_mutex);     /* protects pools and workqueues list */
257 static DEFINE_SPINLOCK(wq_mayday_lock); /* protects wq->maydays list */
258
259 static LIST_HEAD(workqueues);           /* PL: list of all workqueues */
260 static bool workqueue_freezing;         /* PL: have wqs started freezing? */
261
262 /* the per-cpu worker pools */
263 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct worker_pool [NR_STD_WORKER_POOLS],
264                                      cpu_worker_pools);
265
266 static DEFINE_IDR(worker_pool_idr);     /* PR: idr of all pools */
267
268 /* PL: hash of all unbound pools keyed by pool->attrs */
269 static DEFINE_HASHTABLE(unbound_pool_hash, UNBOUND_POOL_HASH_ORDER);
270
271 /* I: attributes used when instantiating standard unbound pools on demand */
272 static struct workqueue_attrs *unbound_std_wq_attrs[NR_STD_WORKER_POOLS];
273
274 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
276 struct workqueue_struct *system_highpri_wq __read_mostly;
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_highpri_wq);
278 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
280 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
282 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
284
285 static int worker_thread(void *__worker);
286 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
287                                  const struct workqueue_attrs *from);
288
289 #define CREATE_TRACE_POINTS
290 #include <trace/events/workqueue.h>
291
292 #define assert_rcu_or_pool_mutex()                                      \
293         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
294                            lockdep_is_held(&wq_pool_mutex),             \
295                            "sched RCU or wq_pool_mutex should be held")
296
297 #define assert_rcu_or_wq_mutex(wq)                                      \
298         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held() ||                \
299                            lockdep_is_held(&wq->mutex),                 \
300                            "sched RCU or wq->mutex should be held")
301
302 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
303 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)                               \
304         WARN_ONCE(debug_locks &&                                        \
305                   !lockdep_is_held(&(pool)->manager_mutex) &&           \
306                   !lockdep_is_held(&(pool)->lock),                      \
307                   "pool->manager_mutex or ->lock should be held")
308 #else
309 #define assert_manager_or_pool_lock(pool)       do { } while (0)
310 #endif
311
312 #define for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)                             \
313         for ((pool) = &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[0];               \
314              (pool) < &per_cpu(cpu_worker_pools, cpu)[NR_STD_WORKER_POOLS]; \
315              (pool)++)
316
317 /**
318  * for_each_pool - iterate through all worker_pools in the system
319  * @pool: iteration cursor
320  * @pi: integer used for iteration
321  *
322  * This must be called either with wq_pool_mutex held or sched RCU read
323  * locked.  If the pool needs to be used beyond the locking in effect, the
324  * caller is responsible for guaranteeing that the pool stays online.
325  *
326  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
327  * ignored.
328  */
329 #define for_each_pool(pool, pi)                                         \
330         idr_for_each_entry(&worker_pool_idr, pool, pi)                  \
331                 if (({ assert_rcu_or_pool_mutex(); false; })) { }       \
332                 else
333
334 /**
335  * for_each_pool_worker - iterate through all workers of a worker_pool
336  * @worker: iteration cursor
337  * @wi: integer used for iteration
338  * @pool: worker_pool to iterate workers of
339  *
340  * This must be called with either @pool->manager_mutex or ->lock held.
341  *
342  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
343  * ignored.
344  */
345 #define for_each_pool_worker(worker, wi, pool)                          \
346         idr_for_each_entry(&(pool)->worker_idr, (worker), (wi))         \
347                 if (({ assert_manager_or_pool_lock((pool)); false; })) { } \
348                 else
349
350 /**
351  * for_each_pwq - iterate through all pool_workqueues of the specified workqueue
352  * @pwq: iteration cursor
353  * @wq: the target workqueue
354  *
355  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
356  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
357  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
358  *
359  * The if/else clause exists only for the lockdep assertion and can be
360  * ignored.
361  */
362 #define for_each_pwq(pwq, wq)                                           \
363         list_for_each_entry_rcu((pwq), &(wq)->pwqs, pwqs_node)          \
364                 if (({ assert_rcu_or_wq_mutex(wq); false; })) { }       \
365                 else
366
367 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
368
369 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
370
371 static void *work_debug_hint(void *addr)
372 {
373         return ((struct work_struct *) addr)->func;
374 }
375
376 /*
377  * fixup_init is called when:
378  * - an active object is initialized
379  */
380 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
381 {
382         struct work_struct *work = addr;
383
384         switch (state) {
385         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
386                 cancel_work_sync(work);
387                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
388                 return 1;
389         default:
390                 return 0;
391         }
392 }
393
394 /*
395  * fixup_activate is called when:
396  * - an active object is activated
397  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
398  */
399 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
400 {
401         struct work_struct *work = addr;
402
403         switch (state) {
404
405         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
406                 /*
407                  * This is not really a fixup. The work struct was
408                  * statically initialized. We just make sure that it
409                  * is tracked in the object tracker.
410                  */
411                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
412                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
413                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
414                         return 0;
415                 }
416                 WARN_ON_ONCE(1);
417                 return 0;
418
419         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
420                 WARN_ON(1);
421
422         default:
423                 return 0;
424         }
425 }
426
427 /*
428  * fixup_free is called when:
429  * - an active object is freed
430  */
431 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
432 {
433         struct work_struct *work = addr;
434
435         switch (state) {
436         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
437                 cancel_work_sync(work);
438                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
439                 return 1;
440         default:
441                 return 0;
442         }
443 }
444
445 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
446         .name           = "work_struct",
447         .debug_hint     = work_debug_hint,
448         .fixup_init     = work_fixup_init,
449         .fixup_activate = work_fixup_activate,
450         .fixup_free     = work_fixup_free,
451 };
452
453 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
454 {
455         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
456 }
457
458 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
459 {
460         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
461 }
462
463 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
464 {
465         if (onstack)
466                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
467         else
468                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
469 }
470 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
471
472 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
473 {
474         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
477
478 #else
479 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
480 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
481 #endif
482
483 /* allocate ID and assign it to @pool */
484 static int worker_pool_assign_id(struct worker_pool *pool)
485 {
486         int ret;
487
488         lockdep_assert_held(&wq_pool_mutex);
489
490         do {
491                 if (!idr_pre_get(&worker_pool_idr, GFP_KERNEL))
492                         return -ENOMEM;
493                 ret = idr_get_new(&worker_pool_idr, pool, &pool->id);
494         } while (ret == -EAGAIN);
495
496         return ret;
497 }
498
499 /**
500  * first_pwq - return the first pool_workqueue of the specified workqueue
501  * @wq: the target workqueue
502  *
503  * This must be called either with wq->mutex held or sched RCU read locked.
504  * If the pwq needs to be used beyond the locking in effect, the caller is
505  * responsible for guaranteeing that the pwq stays online.
506  */
507 static struct pool_workqueue *first_pwq(struct workqueue_struct *wq)
508 {
509         assert_rcu_or_wq_mutex(wq);
510         return list_first_or_null_rcu(&wq->pwqs, struct pool_workqueue,
511                                       pwqs_node);
512 }
513
514 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
515 {
516         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
517 }
518
519 static int get_work_color(struct work_struct *work)
520 {
521         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
522                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
523 }
524
525 static int work_next_color(int color)
526 {
527         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
528 }
529
530 /*
531  * While queued, %WORK_STRUCT_PWQ is set and non flag bits of a work's data
532  * contain the pointer to the queued pwq.  Once execution starts, the flag
533  * is cleared and the high bits contain OFFQ flags and pool ID.
534  *
535  * set_work_pwq(), set_work_pool_and_clear_pending(), mark_work_canceling()
536  * and clear_work_data() can be used to set the pwq, pool or clear
537  * work->data.  These functions should only be called while the work is
538  * owned - ie. while the PENDING bit is set.
539  *
540  * get_work_pool() and get_work_pwq() can be used to obtain the pool or pwq
541  * corresponding to a work.  Pool is available once the work has been
542  * queued anywhere after initialization until it is sync canceled.  pwq is
543  * available only while the work item is queued.
544  *
545  * %WORK_OFFQ_CANCELING is used to mark a work item which is being
546  * canceled.  While being canceled, a work item may have its PENDING set
547  * but stay off timer and worklist for arbitrarily long and nobody should
548  * try to steal the PENDING bit.
549  */
550 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
551                                  unsigned long flags)
552 {
553         WARN_ON_ONCE(!work_pending(work));
554         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
555 }
556
557 static void set_work_pwq(struct work_struct *work, struct pool_workqueue *pwq,
558                          unsigned long extra_flags)
559 {
560         set_work_data(work, (unsigned long)pwq,
561                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_PWQ | extra_flags);
562 }
563
564 static void set_work_pool_and_keep_pending(struct work_struct *work,
565                                            int pool_id)
566 {
567         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT,
568                       WORK_STRUCT_PENDING);
569 }
570
571 static void set_work_pool_and_clear_pending(struct work_struct *work,
572                                             int pool_id)
573 {
574         /*
575          * The following wmb is paired with the implied mb in
576          * test_and_set_bit(PENDING) and ensures all updates to @work made
577          * here are visible to and precede any updates by the next PENDING
578          * owner.
579          */
580         smp_wmb();
581         set_work_data(work, (unsigned long)pool_id << WORK_OFFQ_POOL_SHIFT, 0);
582 }
583
584 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
585 {
586         smp_wmb();      /* see set_work_pool_and_clear_pending() */
587         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_POOL, 0);
588 }
589
590 static struct pool_workqueue *get_work_pwq(struct work_struct *work)
591 {
592         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
593
594         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
595                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
596         else
597                 return NULL;
598 }
599
600 /**
601  * get_work_pool - return the worker_pool a given work was associated with
602  * @work: the work item of interest
603  *
604  * Return the worker_pool @work was last associated with.  %NULL if none.
605  *
606  * Pools are created and destroyed under wq_pool_mutex, and allows read
607  * access under sched-RCU read lock.  As such, this function should be
608  * called under wq_pool_mutex or with preemption disabled.
609  *
610  * All fields of the returned pool are accessible as long as the above
611  * mentioned locking is in effect.  If the returned pool needs to be used
612  * beyond the critical section, the caller is responsible for ensuring the
613  * returned pool is and stays online.
614  */
615 static struct worker_pool *get_work_pool(struct work_struct *work)
616 {
617         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
618         int pool_id;
619
620         assert_rcu_or_pool_mutex();
621
622         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
623                 return ((struct pool_workqueue *)
624                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool;
625
626         pool_id = data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
627         if (pool_id == WORK_OFFQ_POOL_NONE)
628                 return NULL;
629
630         return idr_find(&worker_pool_idr, pool_id);
631 }
632
633 /**
634  * get_work_pool_id - return the worker pool ID a given work is associated with
635  * @work: the work item of interest
636  *
637  * Return the worker_pool ID @work was last associated with.
638  * %WORK_OFFQ_POOL_NONE if none.
639  */
640 static int get_work_pool_id(struct work_struct *work)
641 {
642         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
643
644         if (data & WORK_STRUCT_PWQ)
645                 return ((struct pool_workqueue *)
646                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->id;
647
648         return data >> WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
649 }
650
651 static void mark_work_canceling(struct work_struct *work)
652 {
653         unsigned long pool_id = get_work_pool_id(work);
654
655         pool_id <<= WORK_OFFQ_POOL_SHIFT;
656         set_work_data(work, pool_id | WORK_OFFQ_CANCELING, WORK_STRUCT_PENDING);
657 }
658
659 static bool work_is_canceling(struct work_struct *work)
660 {
661         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
662
663         return !(data & WORK_STRUCT_PWQ) && (data & WORK_OFFQ_CANCELING);
664 }
665
666 /*
667  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
668  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
669  * they're being called with pool->lock held.
670  */
671
672 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
673 {
674         return !atomic_read(&pool->nr_running);
675 }
676
677 /*
678  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
679  * running workers.
680  *
681  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
682  * function will always return %true for unbound pools as long as the
683  * worklist isn't empty.
684  */
685 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
686 {
687         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
688 }
689
690 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
691 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
692 {
693         return pool->nr_idle;
694 }
695
696 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
697 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
698 {
699         return !list_empty(&pool->worklist) &&
700                 atomic_read(&pool->nr_running) <= 1;
701 }
702
703 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
704 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
705 {
706         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
707 }
708
709 /* Do I need to be the manager? */
710 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
711 {
712         return need_to_create_worker(pool) ||
713                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
714 }
715
716 /* Do we have too many workers and should some go away? */
717 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
718 {
719         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_arb);
720         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
721         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
722
723         /*
724          * nr_idle and idle_list may disagree if idle rebinding is in
725          * progress.  Never return %true if idle_list is empty.
726          */
727         if (list_empty(&pool->idle_list))
728                 return false;
729
730         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
731 }
732
733 /*
734  * Wake up functions.
735  */
736
737 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
738 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
739 {
740         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
741                 return NULL;
742
743         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
744 }
745
746 /**
747  * wake_up_worker - wake up an idle worker
748  * @pool: worker pool to wake worker from
749  *
750  * Wake up the first idle worker of @pool.
751  *
752  * CONTEXT:
753  * spin_lock_irq(pool->lock).
754  */
755 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
756 {
757         struct worker *worker = first_worker(pool);
758
759         if (likely(worker))
760                 wake_up_process(worker->task);
761 }
762
763 /**
764  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
765  * @task: task waking up
766  * @cpu: CPU @task is waking up to
767  *
768  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
769  * being awoken.
770  *
771  * CONTEXT:
772  * spin_lock_irq(rq->lock)
773  */
774 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, int cpu)
775 {
776         struct worker *worker = kthread_data(task);
777
778         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
779                 WARN_ON_ONCE(worker->pool->cpu != cpu);
780                 atomic_inc(&worker->pool->nr_running);
781         }
782 }
783
784 /**
785  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
786  * @task: task going to sleep
787  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
788  *
789  * This function is called during schedule() when a busy worker is
790  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
791  * returning pointer to its task.
792  *
793  * CONTEXT:
794  * spin_lock_irq(rq->lock)
795  *
796  * RETURNS:
797  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
798  */
799 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task, int cpu)
800 {
801         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
802         struct worker_pool *pool;
803
804         /*
805          * Rescuers, which may not have all the fields set up like normal
806          * workers, also reach here, let's not access anything before
807          * checking NOT_RUNNING.
808          */
809         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
810                 return NULL;
811
812         pool = worker->pool;
813
814         /* this can only happen on the local cpu */
815         if (WARN_ON_ONCE(cpu != raw_smp_processor_id()))
816                 return NULL;
817
818         /*
819          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
820          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
821          * Please read comment there.
822          *
823          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
824          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
825          * disabled, which in turn means that none else could be
826          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without pool
827          * lock is safe.
828          */
829         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
830             !list_empty(&pool->worklist))
831                 to_wakeup = first_worker(pool);
832         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
833 }
834
835 /**
836  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
837  * @worker: self
838  * @flags: flags to set
839  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
840  *
841  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
842  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
843  * woken up.
844  *
845  * CONTEXT:
846  * spin_lock_irq(pool->lock)
847  */
848 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
849                                     bool wakeup)
850 {
851         struct worker_pool *pool = worker->pool;
852
853         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
854
855         /*
856          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
857          * wake up an idle worker as necessary if requested by
858          * @wakeup.
859          */
860         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
861             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
862                 if (wakeup) {
863                         if (atomic_dec_and_test(&pool->nr_running) &&
864                             !list_empty(&pool->worklist))
865                                 wake_up_worker(pool);
866                 } else
867                         atomic_dec(&pool->nr_running);
868         }
869
870         worker->flags |= flags;
871 }
872
873 /**
874  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
875  * @worker: self
876  * @flags: flags to clear
877  *
878  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
879  *
880  * CONTEXT:
881  * spin_lock_irq(pool->lock)
882  */
883 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
884 {
885         struct worker_pool *pool = worker->pool;
886         unsigned int oflags = worker->flags;
887
888         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
889
890         worker->flags &= ~flags;
891
892         /*
893          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
894          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
895          * of multiple flags, not a single flag.
896          */
897         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
898                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
899                         atomic_inc(&pool->nr_running);
900 }
901
902 /**
903  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
904  * @pool: pool of interest
905  * @work: work to find worker for
906  *
907  * Find a worker which is executing @work on @pool by searching
908  * @pool->busy_hash which is keyed by the address of @work.  For a worker
909  * to match, its current execution should match the address of @work and
910  * its work function.  This is to avoid unwanted dependency between
911  * unrelated work executions through a work item being recycled while still
912  * being executed.
913  *
914  * This is a bit tricky.  A work item may be freed once its execution
915  * starts and nothing prevents the freed area from being recycled for
916  * another work item.  If the same work item address ends up being reused
917  * before the original execution finishes, workqueue will identify the
918  * recycled work item as currently executing and make it wait until the
919  * current execution finishes, introducing an unwanted dependency.
920  *
921  * This function checks the work item address and work function to avoid
922  * false positives.  Note that this isn't complete as one may construct a
923  * work function which can introduce dependency onto itself through a
924  * recycled work item.  Well, if somebody wants to shoot oneself in the
925  * foot that badly, there's only so much we can do, and if such deadlock
926  * actually occurs, it should be easy to locate the culprit work function.
927  *
928  * CONTEXT:
929  * spin_lock_irq(pool->lock).
930  *
931  * RETURNS:
932  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
933  * otherwise.
934  */
935 static struct worker *find_worker_executing_work(struct worker_pool *pool,
936                                                  struct work_struct *work)
937 {
938         struct worker *worker;
939
940         hash_for_each_possible(pool->busy_hash, worker, hentry,
941                                (unsigned long)work)
942                 if (worker->current_work == work &&
943                     worker->current_func == work->func)
944                         return worker;
945
946         return NULL;
947 }
948
949 /**
950  * move_linked_works - move linked works to a list
951  * @work: start of series of works to be scheduled
952  * @head: target list to append @work to
953  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
954  *
955  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
956  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
957  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
958  *
959  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
960  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
961  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
962  *
963  * CONTEXT:
964  * spin_lock_irq(pool->lock).
965  */
966 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
967                               struct work_struct **nextp)
968 {
969         struct work_struct *n;
970
971         /*
972          * Linked worklist will always end before the end of the list,
973          * use NULL for list head.
974          */
975         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
976                 list_move_tail(&work->entry, head);
977                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
978                         break;
979         }
980
981         /*
982          * If we're already inside safe list traversal and have moved
983          * multiple works to the scheduled queue, the next position
984          * needs to be updated.
985          */
986         if (nextp)
987                 *nextp = n;
988 }
989
990 /**
991  * get_pwq - get an extra reference on the specified pool_workqueue
992  * @pwq: pool_workqueue to get
993  *
994  * Obtain an extra reference on @pwq.  The caller should guarantee that
995  * @pwq has positive refcnt and be holding the matching pool->lock.
996  */
997 static void get_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
998 {
999         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1000         WARN_ON_ONCE(pwq->refcnt <= 0);
1001         pwq->refcnt++;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * put_pwq - put a pool_workqueue reference
1006  * @pwq: pool_workqueue to put
1007  *
1008  * Drop a reference of @pwq.  If its refcnt reaches zero, schedule its
1009  * destruction.  The caller should be holding the matching pool->lock.
1010  */
1011 static void put_pwq(struct pool_workqueue *pwq)
1012 {
1013         lockdep_assert_held(&pwq->pool->lock);
1014         if (likely(--pwq->refcnt))
1015                 return;
1016         if (WARN_ON_ONCE(!(pwq->wq->flags & WQ_UNBOUND)))
1017                 return;
1018         /*
1019          * @pwq can't be released under pool->lock, bounce to
1020          * pwq_unbound_release_workfn().  This never recurses on the same
1021          * pool->lock as this path is taken only for unbound workqueues and
1022          * the release work item is scheduled on a per-cpu workqueue.  To
1023          * avoid lockdep warning, unbound pool->locks are given lockdep
1024          * subclass of 1 in get_unbound_pool().
1025          */
1026         schedule_work(&pwq->unbound_release_work);
1027 }
1028
1029 static void pwq_activate_delayed_work(struct work_struct *work)
1030 {
1031         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1032
1033         trace_workqueue_activate_work(work);
1034         move_linked_works(work, &pwq->pool->worklist, NULL);
1035         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1036         pwq->nr_active++;
1037 }
1038
1039 static void pwq_activate_first_delayed(struct pool_workqueue *pwq)
1040 {
1041         struct work_struct *work = list_first_entry(&pwq->delayed_works,
1042                                                     struct work_struct, entry);
1043
1044         pwq_activate_delayed_work(work);
1045 }
1046
1047 /**
1048  * pwq_dec_nr_in_flight - decrement pwq's nr_in_flight
1049  * @pwq: pwq of interest
1050  * @color: color of work which left the queue
1051  *
1052  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1053  * decrement nr_in_flight of its pwq and handle workqueue flushing.
1054  *
1055  * CONTEXT:
1056  * spin_lock_irq(pool->lock).
1057  */
1058 static void pwq_dec_nr_in_flight(struct pool_workqueue *pwq, int color)
1059 {
1060         /* uncolored work items don't participate in flushing or nr_active */
1061         if (color == WORK_NO_COLOR)
1062                 goto out_put;
1063
1064         pwq->nr_in_flight[color]--;
1065
1066         pwq->nr_active--;
1067         if (!list_empty(&pwq->delayed_works)) {
1068                 /* one down, submit a delayed one */
1069                 if (pwq->nr_active < pwq->max_active)
1070                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
1071         }
1072
1073         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1074         if (likely(pwq->flush_color != color))
1075                 goto out_put;
1076
1077         /* are there still in-flight works? */
1078         if (pwq->nr_in_flight[color])
1079                 goto out_put;
1080
1081         /* this pwq is done, clear flush_color */
1082         pwq->flush_color = -1;
1083
1084         /*
1085          * If this was the last pwq, wake up the first flusher.  It
1086          * will handle the rest.
1087          */
1088         if (atomic_dec_and_test(&pwq->wq->nr_pwqs_to_flush))
1089                 complete(&pwq->wq->first_flusher->done);
1090 out_put:
1091         put_pwq(pwq);
1092 }
1093
1094 /**
1095  * try_to_grab_pending - steal work item from worklist and disable irq
1096  * @work: work item to steal
1097  * @is_dwork: @work is a delayed_work
1098  * @flags: place to store irq state
1099  *
1100  * Try to grab PENDING bit of @work.  This function can handle @work in any
1101  * stable state - idle, on timer or on worklist.  Return values are
1102  *
1103  *  1           if @work was pending and we successfully stole PENDING
1104  *  0           if @work was idle and we claimed PENDING
1105  *  -EAGAIN     if PENDING couldn't be grabbed at the moment, safe to busy-retry
1106  *  -ENOENT     if someone else is canceling @work, this state may persist
1107  *              for arbitrarily long
1108  *
1109  * On >= 0 return, the caller owns @work's PENDING bit.  To avoid getting
1110  * interrupted while holding PENDING and @work off queue, irq must be
1111  * disabled on entry.  This, combined with delayed_work->timer being
1112  * irqsafe, ensures that we return -EAGAIN for finite short period of time.
1113  *
1114  * On successful return, >= 0, irq is disabled and the caller is
1115  * responsible for releasing it using local_irq_restore(*@flags).
1116  *
1117  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1118  */
1119 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work, bool is_dwork,
1120                                unsigned long *flags)
1121 {
1122         struct worker_pool *pool;
1123         struct pool_workqueue *pwq;
1124
1125         local_irq_save(*flags);
1126
1127         /* try to steal the timer if it exists */
1128         if (is_dwork) {
1129                 struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
1130
1131                 /*
1132                  * dwork->timer is irqsafe.  If del_timer() fails, it's
1133                  * guaranteed that the timer is not queued anywhere and not
1134                  * running on the local CPU.
1135                  */
1136                 if (likely(del_timer(&dwork->timer)))
1137                         return 1;
1138         }
1139
1140         /* try to claim PENDING the normal way */
1141         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
1142                 return 0;
1143
1144         /*
1145          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
1146          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
1147          */
1148         pool = get_work_pool(work);
1149         if (!pool)
1150                 goto fail;
1151
1152         spin_lock(&pool->lock);
1153         /*
1154          * work->data is guaranteed to point to pwq only while the work
1155          * item is queued on pwq->wq, and both updating work->data to point
1156          * to pwq on queueing and to pool on dequeueing are done under
1157          * pwq->pool->lock.  This in turn guarantees that, if work->data
1158          * points to pwq which is associated with a locked pool, the work
1159          * item is currently queued on that pool.
1160          */
1161         pwq = get_work_pwq(work);
1162         if (pwq && pwq->pool == pool) {
1163                 debug_work_deactivate(work);
1164
1165                 /*
1166                  * A delayed work item cannot be grabbed directly because
1167                  * it might have linked NO_COLOR work items which, if left
1168                  * on the delayed_list, will confuse pwq->nr_active
1169                  * management later on and cause stall.  Make sure the work
1170                  * item is activated before grabbing.
1171                  */
1172                 if (*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED)
1173                         pwq_activate_delayed_work(work);
1174
1175                 list_del_init(&work->entry);
1176                 pwq_dec_nr_in_flight(get_work_pwq(work), get_work_color(work));
1177
1178                 /* work->data points to pwq iff queued, point to pool */
1179                 set_work_pool_and_keep_pending(work, pool->id);
1180
1181                 spin_unlock(&pool->lock);
1182                 return 1;
1183         }
1184         spin_unlock(&pool->lock);
1185 fail:
1186         local_irq_restore(*flags);
1187         if (work_is_canceling(work))
1188                 return -ENOENT;
1189         cpu_relax();
1190         return -EAGAIN;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * insert_work - insert a work into a pool
1195  * @pwq: pwq @work belongs to
1196  * @work: work to insert
1197  * @head: insertion point
1198  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
1199  *
1200  * Insert @work which belongs to @pwq after @head.  @extra_flags is or'd to
1201  * work_struct flags.
1202  *
1203  * CONTEXT:
1204  * spin_lock_irq(pool->lock).
1205  */
1206 static void insert_work(struct pool_workqueue *pwq, struct work_struct *work,
1207                         struct list_head *head, unsigned int extra_flags)
1208 {
1209         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
1210
1211         /* we own @work, set data and link */
1212         set_work_pwq(work, pwq, extra_flags);
1213         list_add_tail(&work->entry, head);
1214         get_pwq(pwq);
1215
1216         /*
1217          * Ensure either wq_worker_sleeping() sees the above
1218          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers lying
1219          * around lazily while there are works to be processed.
1220          */
1221         smp_mb();
1222
1223         if (__need_more_worker(pool))
1224                 wake_up_worker(pool);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
1229  * same workqueue.
1230  */
1231 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
1232 {
1233         struct worker *worker;
1234
1235         worker = current_wq_worker();
1236         /*
1237          * Return %true iff I'm a worker execuing a work item on @wq.  If
1238          * I'm @worker, it's safe to dereference it without locking.
1239          */
1240         return worker && worker->current_pwq->wq == wq;
1241 }
1242
1243 static void __queue_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1244                          struct work_struct *work)
1245 {
1246         struct pool_workqueue *pwq;
1247         struct worker_pool *last_pool;
1248         struct list_head *worklist;
1249         unsigned int work_flags;
1250         unsigned int req_cpu = cpu;
1251
1252         /*
1253          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
1254          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
1255          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
1256          * happen with IRQ disabled.
1257          */
1258         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
1259
1260         debug_work_activate(work);
1261
1262         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
1263         if (unlikely(wq->flags & __WQ_DRAINING) &&
1264             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1265                 return;
1266 retry:
1267         /* pwq which will be used unless @work is executing elsewhere */
1268         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1269                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1270                         cpu = raw_smp_processor_id();
1271                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
1272         } else {
1273                 pwq = first_pwq(wq);
1274         }
1275
1276         /*
1277          * If @work was previously on a different pool, it might still be
1278          * running there, in which case the work needs to be queued on that
1279          * pool to guarantee non-reentrancy.
1280          */
1281         last_pool = get_work_pool(work);
1282         if (last_pool && last_pool != pwq->pool) {
1283                 struct worker *worker;
1284
1285                 spin_lock(&last_pool->lock);
1286
1287                 worker = find_worker_executing_work(last_pool, work);
1288
1289                 if (worker && worker->current_pwq->wq == wq) {
1290                         pwq = worker->current_pwq;
1291                 } else {
1292                         /* meh... not running there, queue here */
1293                         spin_unlock(&last_pool->lock);
1294                         spin_lock(&pwq->pool->lock);
1295                 }
1296         } else {
1297                 spin_lock(&pwq->pool->lock);
1298         }
1299
1300         /*
1301          * pwq is determined and locked.  For unbound pools, we could have
1302          * raced with pwq release and it could already be dead.  If its
1303          * refcnt is zero, repeat pwq selection.  Note that pwqs never die
1304          * without another pwq replacing it as the first pwq or while a
1305          * work item is executing on it, so the retying is guaranteed to
1306          * make forward-progress.
1307          */
1308         if (unlikely(!pwq->refcnt)) {
1309                 if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
1310                         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1311                         cpu_relax();
1312                         goto retry;
1313                 }
1314                 /* oops */
1315                 WARN_ONCE(true, "workqueue: per-cpu pwq for %s on cpu%d has 0 refcnt",
1316                           wq->name, cpu);
1317         }
1318
1319         /* pwq determined, queue */
1320         trace_workqueue_queue_work(req_cpu, pwq, work);
1321
1322         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1323                 spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1324                 return;
1325         }
1326
1327         pwq->nr_in_flight[pwq->work_color]++;
1328         work_flags = work_color_to_flags(pwq->work_color);
1329
1330         if (likely(pwq->nr_active < pwq->max_active)) {
1331                 trace_workqueue_activate_work(work);
1332                 pwq->nr_active++;
1333                 worklist = &pwq->pool->worklist;
1334         } else {
1335                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1336                 worklist = &pwq->delayed_works;
1337         }
1338
1339         insert_work(pwq, work, worklist, work_flags);
1340
1341         spin_unlock(&pwq->pool->lock);
1342 }
1343
1344 /**
1345  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1346  * @cpu: CPU number to execute work on
1347  * @wq: workqueue to use
1348  * @work: work to queue
1349  *
1350  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1351  *
1352  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1353  * can't go away.
1354  */
1355 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1356                    struct work_struct *work)
1357 {
1358         bool ret = false;
1359         unsigned long flags;
1360
1361         local_irq_save(flags);
1362
1363         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1364                 __queue_work(cpu, wq, work);
1365                 ret = true;
1366         }
1367
1368         local_irq_restore(flags);
1369         return ret;
1370 }
1371 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1372
1373 void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1374 {
1375         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1376
1377         /* should have been called from irqsafe timer with irq already off */
1378         __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
1379 }
1380 EXPORT_SYMBOL(delayed_work_timer_fn);
1381
1382 static void __queue_delayed_work(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1383                                 struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1384 {
1385         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1386         struct work_struct *work = &dwork->work;
1387
1388         WARN_ON_ONCE(timer->function != delayed_work_timer_fn ||
1389                      timer->data != (unsigned long)dwork);
1390         WARN_ON_ONCE(timer_pending(timer));
1391         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->entry));
1392
1393         /*
1394          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
1395          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
1396          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
1397          * on that there's no such delay when @delay is 0.
1398          */
1399         if (!delay) {
1400                 __queue_work(cpu, wq, &dwork->work);
1401                 return;
1402         }
1403
1404         timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1405
1406         dwork->wq = wq;
1407         dwork->cpu = cpu;
1408         timer->expires = jiffies + delay;
1409
1410         if (unlikely(cpu != WORK_CPU_UNBOUND))
1411                 add_timer_on(timer, cpu);
1412         else
1413                 add_timer(timer);
1414 }
1415
1416 /**
1417  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1418  * @cpu: CPU number to execute work on
1419  * @wq: workqueue to use
1420  * @dwork: work to queue
1421  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1422  *
1423  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.  If
1424  * @delay is zero and @dwork is idle, it will be scheduled for immediate
1425  * execution.
1426  */
1427 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1428                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1429 {
1430         struct work_struct *work = &dwork->work;
1431         bool ret = false;
1432         unsigned long flags;
1433
1434         /* read the comment in __queue_work() */
1435         local_irq_save(flags);
1436
1437         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1438                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1439                 ret = true;
1440         }
1441
1442         local_irq_restore(flags);
1443         return ret;
1444 }
1445 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1446
1447 /**
1448  * mod_delayed_work_on - modify delay of or queue a delayed work on specific CPU
1449  * @cpu: CPU number to execute work on
1450  * @wq: workqueue to use
1451  * @dwork: work to queue
1452  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1453  *
1454  * If @dwork is idle, equivalent to queue_delayed_work_on(); otherwise,
1455  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay.  If @delay is
1456  * zero, @work is guaranteed to be scheduled immediately regardless of its
1457  * current state.
1458  *
1459  * Returns %false if @dwork was idle and queued, %true if @dwork was
1460  * pending and its timer was modified.
1461  *
1462  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1463  * See try_to_grab_pending() for details.
1464  */
1465 bool mod_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1466                          struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1467 {
1468         unsigned long flags;
1469         int ret;
1470
1471         do {
1472                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
1473         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
1474
1475         if (likely(ret >= 0)) {
1476                 __queue_delayed_work(cpu, wq, dwork, delay);
1477                 local_irq_restore(flags);
1478         }
1479
1480         /* -ENOENT from try_to_grab_pending() becomes %true */
1481         return ret;
1482 }
1483 EXPORT_SYMBOL_GPL(mod_delayed_work_on);
1484
1485 /**
1486  * worker_enter_idle - enter idle state
1487  * @worker: worker which is entering idle state
1488  *
1489  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1490  * necessary.
1491  *
1492  * LOCKING:
1493  * spin_lock_irq(pool->lock).
1494  */
1495 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1496 {
1497         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1498
1499         if (WARN_ON_ONCE(worker->flags & WORKER_IDLE) ||
1500             WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry) &&
1501                          (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev)))
1502                 return;
1503
1504         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1505         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1506         pool->nr_idle++;
1507         worker->last_active = jiffies;
1508
1509         /* idle_list is LIFO */
1510         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1511
1512         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1513                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1514
1515         /*
1516          * Sanity check nr_running.  Because wq_unbind_fn() releases
1517          * pool->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1518          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1519          * unbind is not in progress.
1520          */
1521         WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
1522                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1523                      atomic_read(&pool->nr_running));
1524 }
1525
1526 /**
1527  * worker_leave_idle - leave idle state
1528  * @worker: worker which is leaving idle state
1529  *
1530  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1531  *
1532  * LOCKING:
1533  * spin_lock_irq(pool->lock).
1534  */
1535 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1536 {
1537         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1538
1539         if (WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_IDLE)))
1540                 return;
1541         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1542         pool->nr_idle--;
1543         list_del_init(&worker->entry);
1544 }
1545
1546 /**
1547  * worker_maybe_bind_and_lock - try to bind %current to worker_pool and lock it
1548  * @pool: target worker_pool
1549  *
1550  * Bind %current to the cpu of @pool if it is associated and lock @pool.
1551  *
1552  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1553  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1554  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1555  * guaranteed to execute on the cpu.
1556  *
1557  * This function is to be used by unbound workers and rescuers to bind
1558  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1559  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1560  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1561  * verbatim as it's best effort and blocking and pool may be
1562  * [dis]associated in the meantime.
1563  *
1564  * This function tries set_cpus_allowed() and locks pool and verifies the
1565  * binding against %POOL_DISASSOCIATED which is set during
1566  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1567  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1568  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1569  *
1570  * CONTEXT:
1571  * Might sleep.  Called without any lock but returns with pool->lock
1572  * held.
1573  *
1574  * RETURNS:
1575  * %true if the associated pool is online (@worker is successfully
1576  * bound), %false if offline.
1577  */
1578 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker_pool *pool)
1579 __acquires(&pool->lock)
1580 {
1581         while (true) {
1582                 /*
1583                  * The following call may fail, succeed or succeed
1584                  * without actually migrating the task to the cpu if
1585                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1586                  * against POOL_DISASSOCIATED.
1587                  */
1588                 if (!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED))
1589                         set_cpus_allowed_ptr(current, pool->attrs->cpumask);
1590
1591                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1592                 if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1593                         return false;
1594                 if (task_cpu(current) == pool->cpu &&
1595                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed, pool->attrs->cpumask))
1596                         return true;
1597                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1598
1599                 /*
1600                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1601                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1602                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1603                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1604                  */
1605                 cpu_relax();
1606                 cond_resched();
1607         }
1608 }
1609
1610 static struct worker *alloc_worker(void)
1611 {
1612         struct worker *worker;
1613
1614         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1615         if (worker) {
1616                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1617                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1618                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1619                 worker->flags = WORKER_PREP;
1620         }
1621         return worker;
1622 }
1623
1624 /**
1625  * create_worker - create a new workqueue worker
1626  * @pool: pool the new worker will belong to
1627  *
1628  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1629  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1630  * destroy_worker().
1631  *
1632  * CONTEXT:
1633  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1634  *
1635  * RETURNS:
1636  * Pointer to the newly created worker.
1637  */
1638 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1639 {
1640         const char *pri = pool->attrs->nice < 0  ? "H" : "";
1641         struct worker *worker = NULL;
1642         int id = -1;
1643
1644         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1645
1646         /*
1647          * ID is needed to determine kthread name.  Allocate ID first
1648          * without installing the pointer.
1649          */
1650         idr_preload(GFP_KERNEL);
1651         spin_lock_irq(&pool->lock);
1652
1653         id = idr_alloc(&pool->worker_idr, NULL, 0, 0, GFP_NOWAIT);
1654
1655         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1656         idr_preload_end();
1657         if (id < 0)
1658                 goto fail;
1659
1660         worker = alloc_worker();
1661         if (!worker)
1662                 goto fail;
1663
1664         worker->pool = pool;
1665         worker->id = id;
1666
1667         if (pool->cpu >= 0)
1668                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1669                                         worker, cpu_to_node(pool->cpu),
1670                                         "kworker/%d:%d%s", pool->cpu, id, pri);
1671         else
1672                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1673                                               "kworker/u%d:%d%s",
1674                                               pool->id, id, pri);
1675         if (IS_ERR(worker->task))
1676                 goto fail;
1677
1678         /*
1679          * set_cpus_allowed_ptr() will fail if the cpumask doesn't have any
1680          * online CPUs.  It'll be re-applied when any of the CPUs come up.
1681          */
1682         set_user_nice(worker->task, pool->attrs->nice);
1683         set_cpus_allowed_ptr(worker->task, pool->attrs->cpumask);
1684
1685         /* prevent userland from meddling with cpumask of workqueue workers */
1686         worker->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
1687
1688         /*
1689          * The caller is responsible for ensuring %POOL_DISASSOCIATED
1690          * remains stable across this function.  See the comments above the
1691          * flag definition for details.
1692          */
1693         if (pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)
1694                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1695
1696         /* successful, commit the pointer to idr */
1697         spin_lock_irq(&pool->lock);
1698         idr_replace(&pool->worker_idr, worker, worker->id);
1699         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1700
1701         return worker;
1702
1703 fail:
1704         if (id >= 0) {
1705                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1706                 idr_remove(&pool->worker_idr, id);
1707                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1708         }
1709         kfree(worker);
1710         return NULL;
1711 }
1712
1713 /**
1714  * start_worker - start a newly created worker
1715  * @worker: worker to start
1716  *
1717  * Make the pool aware of @worker and start it.
1718  *
1719  * CONTEXT:
1720  * spin_lock_irq(pool->lock).
1721  */
1722 static void start_worker(struct worker *worker)
1723 {
1724         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1725         worker->pool->nr_workers++;
1726         worker_enter_idle(worker);
1727         wake_up_process(worker->task);
1728 }
1729
1730 /**
1731  * create_and_start_worker - create and start a worker for a pool
1732  * @pool: the target pool
1733  *
1734  * Grab the managership of @pool and create and start a new worker for it.
1735  */
1736 static int create_and_start_worker(struct worker_pool *pool)
1737 {
1738         struct worker *worker;
1739
1740         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
1741
1742         worker = create_worker(pool);
1743         if (worker) {
1744                 spin_lock_irq(&pool->lock);
1745                 start_worker(worker);
1746                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
1747         }
1748
1749         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1750
1751         return worker ? 0 : -ENOMEM;
1752 }
1753
1754 /**
1755  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1756  * @worker: worker to be destroyed
1757  *
1758  * Destroy @worker and adjust @pool stats accordingly.
1759  *
1760  * CONTEXT:
1761  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
1762  */
1763 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1764 {
1765         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1766
1767         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1768         lockdep_assert_held(&pool->lock);
1769
1770         /* sanity check frenzy */
1771         if (WARN_ON(worker->current_work) ||
1772             WARN_ON(!list_empty(&worker->scheduled)))
1773                 return;
1774
1775         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1776                 pool->nr_workers--;
1777         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1778                 pool->nr_idle--;
1779
1780         list_del_init(&worker->entry);
1781         worker->flags |= WORKER_DIE;
1782
1783         idr_remove(&pool->worker_idr, worker->id);
1784
1785         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1786
1787         kthread_stop(worker->task);
1788         kfree(worker);
1789
1790         spin_lock_irq(&pool->lock);
1791 }
1792
1793 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1794 {
1795         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1796
1797         spin_lock_irq(&pool->lock);
1798
1799         if (too_many_workers(pool)) {
1800                 struct worker *worker;
1801                 unsigned long expires;
1802
1803                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1804                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1805                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1806
1807                 if (time_before(jiffies, expires))
1808                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1809                 else {
1810                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1811                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1812                         wake_up_worker(pool);
1813                 }
1814         }
1815
1816         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1817 }
1818
1819 static void send_mayday(struct work_struct *work)
1820 {
1821         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
1822         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
1823
1824         lockdep_assert_held(&wq_mayday_lock);
1825
1826         if (!wq->rescuer)
1827                 return;
1828
1829         /* mayday mayday mayday */
1830         if (list_empty(&pwq->mayday_node)) {
1831                 list_add_tail(&pwq->mayday_node, &wq->maydays);
1832                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1833         }
1834 }
1835
1836 static void pool_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1837 {
1838         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1839         struct work_struct *work;
1840
1841         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);         /* for wq->maydays */
1842         spin_lock(&pool->lock);
1843
1844         if (need_to_create_worker(pool)) {
1845                 /*
1846                  * We've been trying to create a new worker but
1847                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1848                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1849                  * rescuers.
1850                  */
1851                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1852                         send_mayday(work);
1853         }
1854
1855         spin_unlock(&pool->lock);
1856         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
1857
1858         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1859 }
1860
1861 /**
1862  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1863  * @pool: pool to create a new worker for
1864  *
1865  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1866  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1867  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1868  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1869  * possible allocation deadlock.
1870  *
1871  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be %false and
1872  * may_start_working() %true.
1873  *
1874  * LOCKING:
1875  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1876  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1877  * manager.
1878  *
1879  * RETURNS:
1880  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1881  * otherwise.
1882  */
1883 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1884 __releases(&pool->lock)
1885 __acquires(&pool->lock)
1886 {
1887         if (!need_to_create_worker(pool))
1888                 return false;
1889 restart:
1890         spin_unlock_irq(&pool->lock);
1891
1892         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1893         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1894
1895         while (true) {
1896                 struct worker *worker;
1897
1898                 worker = create_worker(pool);
1899                 if (worker) {
1900                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1901                         spin_lock_irq(&pool->lock);
1902                         start_worker(worker);
1903                         if (WARN_ON_ONCE(need_to_create_worker(pool)))
1904                                 goto restart;
1905                         return true;
1906                 }
1907
1908                 if (!need_to_create_worker(pool))
1909                         break;
1910
1911                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1912                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1913
1914                 if (!need_to_create_worker(pool))
1915                         break;
1916         }
1917
1918         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1919         spin_lock_irq(&pool->lock);
1920         if (need_to_create_worker(pool))
1921                 goto restart;
1922         return true;
1923 }
1924
1925 /**
1926  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1927  * @pool: pool to destroy workers for
1928  *
1929  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1930  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1931  *
1932  * LOCKING:
1933  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1934  * multiple times.  Called only from manager.
1935  *
1936  * RETURNS:
1937  * %false if no action was taken and pool->lock stayed locked, %true
1938  * otherwise.
1939  */
1940 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1941 {
1942         bool ret = false;
1943
1944         while (too_many_workers(pool)) {
1945                 struct worker *worker;
1946                 unsigned long expires;
1947
1948                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1949                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1950
1951                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1952                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1953                         break;
1954                 }
1955
1956                 destroy_worker(worker);
1957                 ret = true;
1958         }
1959
1960         return ret;
1961 }
1962
1963 /**
1964  * manage_workers - manage worker pool
1965  * @worker: self
1966  *
1967  * Assume the manager role and manage the worker pool @worker belongs
1968  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1969  * pool.  The exclusion is handled automatically by this function.
1970  *
1971  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1972  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1973  * and may_start_working() is true.
1974  *
1975  * CONTEXT:
1976  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1977  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1978  *
1979  * RETURNS:
1980  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
1981  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1982  */
1983 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1984 {
1985         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1986         bool ret = false;
1987
1988         /*
1989          * Managership is governed by two mutexes - manager_arb and
1990          * manager_mutex.  manager_arb handles arbitration of manager role.
1991          * Anyone who successfully grabs manager_arb wins the arbitration
1992          * and becomes the manager.  mutex_trylock() on pool->manager_arb
1993          * failure while holding pool->lock reliably indicates that someone
1994          * else is managing the pool and the worker which failed trylock
1995          * can proceed to executing work items.  This means that anyone
1996          * grabbing manager_arb is responsible for actually performing
1997          * manager duties.  If manager_arb is grabbed and released without
1998          * actual management, the pool may stall indefinitely.
1999          *
2000          * manager_mutex is used for exclusion of actual management
2001          * operations.  The holder of manager_mutex can be sure that none
2002          * of management operations, including creation and destruction of
2003          * workers, won't take place until the mutex is released.  Because
2004          * manager_mutex doesn't interfere with manager role arbitration,
2005          * it is guaranteed that the pool's management, while may be
2006          * delayed, won't be disturbed by someone else grabbing
2007          * manager_mutex.
2008          */
2009         if (!mutex_trylock(&pool->manager_arb))
2010                 return ret;
2011
2012         /*
2013          * With manager arbitration won, manager_mutex would be free in
2014          * most cases.  trylock first without dropping @pool->lock.
2015          */
2016         if (unlikely(!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))) {
2017                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2018                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
2019                 ret = true;
2020         }
2021
2022         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
2023
2024         /*
2025          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
2026          * on return.
2027          */
2028         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
2029         ret |= maybe_create_worker(pool);
2030
2031         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
2032         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
2033         return ret;
2034 }
2035
2036 /**
2037  * process_one_work - process single work
2038  * @worker: self
2039  * @work: work to process
2040  *
2041  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
2042  * process a single work including synchronization against and
2043  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
2044  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
2045  * call this function to process a work.
2046  *
2047  * CONTEXT:
2048  * spin_lock_irq(pool->lock) which is released and regrabbed.
2049  */
2050 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
2051 __releases(&pool->lock)
2052 __acquires(&pool->lock)
2053 {
2054         struct pool_workqueue *pwq = get_work_pwq(work);
2055         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2056         bool cpu_intensive = pwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
2057         int work_color;
2058         struct worker *collision;
2059 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2060         /*
2061          * It is permissible to free the struct work_struct from
2062          * inside the function that is called from it, this we need to
2063          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
2064          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
2065          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
2066          */
2067         struct lockdep_map lockdep_map;
2068
2069         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
2070 #endif
2071         /*
2072          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
2073          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
2074          * unbound or a disassociated pool.
2075          */
2076         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & WORKER_UNBOUND) &&
2077                      !(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED) &&
2078                      raw_smp_processor_id() != pool->cpu);
2079
2080         /*
2081          * A single work shouldn't be executed concurrently by
2082          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
2083          * already processing the work.  If so, defer the work to the
2084          * currently executing one.
2085          */
2086         collision = find_worker_executing_work(pool, work);
2087         if (unlikely(collision)) {
2088                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
2089                 return;
2090         }
2091
2092         /* claim and dequeue */
2093         debug_work_deactivate(work);
2094         hash_add(pool->busy_hash, &worker->hentry, (unsigned long)work);
2095         worker->current_work = work;
2096         worker->current_func = work->func;
2097         worker->current_pwq = pwq;
2098         work_color = get_work_color(work);
2099
2100         list_del_init(&work->entry);
2101
2102         /*
2103          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2104          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2105          */
2106         if (unlikely(cpu_intensive))
2107                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2108
2109         /*
2110          * Unbound pool isn't concurrency managed and work items should be
2111          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2112          */
2113         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2114                 wake_up_worker(pool);
2115
2116         /*
2117          * Record the last pool and clear PENDING which should be the last
2118          * update to @work.  Also, do this inside @pool->lock so that
2119          * PENDING and queued state changes happen together while IRQ is
2120          * disabled.
2121          */
2122         set_work_pool_and_clear_pending(work, pool->id);
2123
2124         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2125
2126         lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2127         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2128         trace_workqueue_execute_start(work);
2129         worker->current_func(work);
2130         /*
2131          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2132          * point will only record its address.
2133          */
2134         trace_workqueue_execute_end(work);
2135         lock_map_release(&lockdep_map);
2136         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2137
2138         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2139                 pr_err("BUG: workqueue leaked lock or atomic: %s/0x%08x/%d\n"
2140                        "     last function: %pf\n",
2141                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current),
2142                        worker->current_func);
2143                 debug_show_held_locks(current);
2144                 dump_stack();
2145         }
2146
2147         spin_lock_irq(&pool->lock);
2148
2149         /* clear cpu intensive status */
2150         if (unlikely(cpu_intensive))
2151                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2152
2153         /* we're done with it, release */
2154         hash_del(&worker->hentry);
2155         worker->current_work = NULL;
2156         worker->current_func = NULL;
2157         worker->current_pwq = NULL;
2158         pwq_dec_nr_in_flight(pwq, work_color);
2159 }
2160
2161 /**
2162  * process_scheduled_works - process scheduled works
2163  * @worker: self
2164  *
2165  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2166  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2167  * fetches a work from the top and executes it.
2168  *
2169  * CONTEXT:
2170  * spin_lock_irq(pool->lock) which may be released and regrabbed
2171  * multiple times.
2172  */
2173 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2174 {
2175         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2176                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2177                                                 struct work_struct, entry);
2178                 process_one_work(worker, work);
2179         }
2180 }
2181
2182 /**
2183  * worker_thread - the worker thread function
2184  * @__worker: self
2185  *
2186  * The worker thread function.  All workers belong to a worker_pool -
2187  * either a per-cpu one or dynamic unbound one.  These workers process all
2188  * work items regardless of their specific target workqueue.  The only
2189  * exception is work items which belong to workqueues with a rescuer which
2190  * will be explained in rescuer_thread().
2191  */
2192 static int worker_thread(void *__worker)
2193 {
2194         struct worker *worker = __worker;
2195         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2196
2197         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2198         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2199 woke_up:
2200         spin_lock_irq(&pool->lock);
2201
2202         /* am I supposed to die? */
2203         if (unlikely(worker->flags & WORKER_DIE)) {
2204                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2205                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->entry));
2206                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2207                 return 0;
2208         }
2209
2210         worker_leave_idle(worker);
2211 recheck:
2212         /* no more worker necessary? */
2213         if (!need_more_worker(pool))
2214                 goto sleep;
2215
2216         /* do we need to manage? */
2217         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2218                 goto recheck;
2219
2220         /*
2221          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2222          * preparing to process a work or actually processing it.
2223          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2224          */
2225         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&worker->scheduled));
2226
2227         /*
2228          * Finish PREP stage.  We're guaranteed to have at least one idle
2229          * worker or that someone else has already assumed the manager
2230          * role.  This is where @worker starts participating in concurrency
2231          * management if applicable and concurrency management is restored
2232          * after being rebound.  See rebind_workers() for details.
2233          */
2234         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP | WORKER_REBOUND);
2235
2236         do {
2237                 struct work_struct *work =
2238                         list_first_entry(&pool->worklist,
2239                                          struct work_struct, entry);
2240
2241                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2242                         /* optimization path, not strictly necessary */
2243                         process_one_work(worker, work);
2244                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2245                                 process_scheduled_works(worker);
2246                 } else {
2247                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2248                         process_scheduled_works(worker);
2249                 }
2250         } while (keep_working(pool));
2251
2252         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2253 sleep:
2254         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2255                 goto recheck;
2256
2257         /*
2258          * pool->lock is held and there's no work to process and no need to
2259          * manage, sleep.  Workers are woken up only while holding
2260          * pool->lock or from local cpu, so setting the current state
2261          * before releasing pool->lock is enough to prevent losing any
2262          * event.
2263          */
2264         worker_enter_idle(worker);
2265         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2266         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2267         schedule();
2268         goto woke_up;
2269 }
2270
2271 /**
2272  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2273  * @__rescuer: self
2274  *
2275  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2276  * workqueue which has WQ_MEM_RECLAIM set.
2277  *
2278  * Regular work processing on a pool may block trying to create a new
2279  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2280  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2281  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2282  * the problem rescuer solves.
2283  *
2284  * When such condition is possible, the pool summons rescuers of all
2285  * workqueues which have works queued on the pool and let them process
2286  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2287  *
2288  * This should happen rarely.
2289  */
2290 static int rescuer_thread(void *__rescuer)
2291 {
2292         struct worker *rescuer = __rescuer;
2293         struct workqueue_struct *wq = rescuer->rescue_wq;
2294         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2295
2296         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2297
2298         /*
2299          * Mark rescuer as worker too.  As WORKER_PREP is never cleared, it
2300          * doesn't participate in concurrency management.
2301          */
2302         rescuer->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2303 repeat:
2304         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2305
2306         if (kthread_should_stop()) {
2307                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2308                 rescuer->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2309                 return 0;
2310         }
2311
2312         /* see whether any pwq is asking for help */
2313         spin_lock_irq(&wq_mayday_lock);
2314
2315         while (!list_empty(&wq->maydays)) {
2316                 struct pool_workqueue *pwq = list_first_entry(&wq->maydays,
2317                                         struct pool_workqueue, mayday_node);
2318                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2319                 struct work_struct *work, *n;
2320
2321                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2322                 list_del_init(&pwq->mayday_node);
2323
2324                 spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2325
2326                 /* migrate to the target cpu if possible */
2327                 worker_maybe_bind_and_lock(pool);
2328                 rescuer->pool = pool;
2329
2330                 /*
2331                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2332                  * process'em.
2333                  */
2334                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2335                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2336                         if (get_work_pwq(work) == pwq)
2337                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2338
2339                 process_scheduled_works(rescuer);
2340
2341                 /*
2342                  * Leave this pool.  If keep_working() is %true, notify a
2343                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2344                  * and stalling the execution.
2345                  */
2346                 if (keep_working(pool))
2347                         wake_up_worker(pool);
2348
2349                 rescuer->pool = NULL;
2350                 spin_unlock(&pool->lock);
2351                 spin_lock(&wq_mayday_lock);
2352         }
2353
2354         spin_unlock_irq(&wq_mayday_lock);
2355
2356         /* rescuers should never participate in concurrency management */
2357         WARN_ON_ONCE(!(rescuer->flags & WORKER_NOT_RUNNING));
2358         schedule();
2359         goto repeat;
2360 }
2361
2362 struct wq_barrier {
2363         struct work_struct      work;
2364         struct completion       done;
2365 };
2366
2367 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2368 {
2369         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2370         complete(&barr->done);
2371 }
2372
2373 /**
2374  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2375  * @pwq: pwq to insert barrier into
2376  * @barr: wq_barrier to insert
2377  * @target: target work to attach @barr to
2378  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2379  *
2380  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2381  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2382  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2383  * cpu.
2384  *
2385  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2386  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2387  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2388  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2389  * after a work with LINKED flag set.
2390  *
2391  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2392  * underneath us, so we can't reliably determine pwq from @target.
2393  *
2394  * CONTEXT:
2395  * spin_lock_irq(pool->lock).
2396  */
2397 static void insert_wq_barrier(struct pool_workqueue *pwq,
2398                               struct wq_barrier *barr,
2399                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2400 {
2401         struct list_head *head;
2402         unsigned int linked = 0;
2403
2404         /*
2405          * debugobject calls are safe here even with pool->lock locked
2406          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2407          * checks and call back into the fixup functions where we
2408          * might deadlock.
2409          */
2410         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2411         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2412         init_completion(&barr->done);
2413
2414         /*
2415          * If @target is currently being executed, schedule the
2416          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2417          */
2418         if (worker)
2419                 head = worker->scheduled.next;
2420         else {
2421                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2422
2423                 head = target->entry.next;
2424                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2425                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2426                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2427         }
2428
2429         debug_work_activate(&barr->work);
2430         insert_work(pwq, &barr->work, head,
2431                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2432 }
2433
2434 /**
2435  * flush_workqueue_prep_pwqs - prepare pwqs for workqueue flushing
2436  * @wq: workqueue being flushed
2437  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2438  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2439  *
2440  * Prepare pwqs for workqueue flushing.
2441  *
2442  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all pwqs should be
2443  * -1.  If no pwq has in-flight commands at the specified color, all
2444  * pwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any pwq
2445  * has in flight commands, its pwq->flush_color is set to
2446  * @flush_color, @wq->nr_pwqs_to_flush is updated accordingly, pwq
2447  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2448  *
2449  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2450  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2451  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2452  * is returned.
2453  *
2454  * If @work_color is non-negative, all pwqs should have the same
2455  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2456  * advanced to @work_color.
2457  *
2458  * CONTEXT:
2459  * mutex_lock(wq->mutex).
2460  *
2461  * RETURNS:
2462  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2463  * otherwise.
2464  */
2465 static bool flush_workqueue_prep_pwqs(struct workqueue_struct *wq,
2466                                       int flush_color, int work_color)
2467 {
2468         bool wait = false;
2469         struct pool_workqueue *pwq;
2470
2471         if (flush_color >= 0) {
2472                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&wq->nr_pwqs_to_flush));
2473                 atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 1);
2474         }
2475
2476         for_each_pwq(pwq, wq) {
2477                 struct worker_pool *pool = pwq->pool;
2478
2479                 spin_lock_irq(&pool->lock);
2480
2481                 if (flush_color >= 0) {
2482                         WARN_ON_ONCE(pwq->flush_color != -1);
2483
2484                         if (pwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2485                                 pwq->flush_color = flush_color;
2486                                 atomic_inc(&wq->nr_pwqs_to_flush);
2487                                 wait = true;
2488                         }
2489                 }
2490
2491                 if (work_color >= 0) {
2492                         WARN_ON_ONCE(work_color != work_next_color(pwq->work_color));
2493                         pwq->work_color = work_color;
2494                 }
2495
2496                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
2497         }
2498
2499         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_pwqs_to_flush))
2500                 complete(&wq->first_flusher->done);
2501
2502         return wait;
2503 }
2504
2505 /**
2506  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2507  * @wq: workqueue to flush
2508  *
2509  * This function sleeps until all work items which were queued on entry
2510  * have finished execution, but it is not livelocked by new incoming ones.
2511  */
2512 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2513 {
2514         struct wq_flusher this_flusher = {
2515                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2516                 .flush_color = -1,
2517                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2518         };
2519         int next_color;
2520
2521         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2522         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2523
2524         mutex_lock(&wq->mutex);
2525
2526         /*
2527          * Start-to-wait phase
2528          */
2529         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2530
2531         if (next_color != wq->flush_color) {
2532                 /*
2533                  * Color space is not full.  The current work_color
2534                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2535                  * by one.
2536                  */
2537                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2538                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2539                 wq->work_color = next_color;
2540
2541                 if (!wq->first_flusher) {
2542                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2543                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2544
2545                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2546
2547                         if (!flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color,
2548                                                        wq->work_color)) {
2549                                 /* nothing to flush, done */
2550                                 wq->flush_color = next_color;
2551                                 wq->first_flusher = NULL;
2552                                 goto out_unlock;
2553                         }
2554                 } else {
2555                         /* wait in queue */
2556                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2557                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2558                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2559                 }
2560         } else {
2561                 /*
2562                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2563                  * The next flush completion will assign us
2564                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2565                  */
2566                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2567         }
2568
2569         mutex_unlock(&wq->mutex);
2570
2571         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2572
2573         /*
2574          * Wake-up-and-cascade phase
2575          *
2576          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2577          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2578          */
2579         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2580                 return;
2581
2582         mutex_lock(&wq->mutex);
2583
2584         /* we might have raced, check again with mutex held */
2585         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2586                 goto out_unlock;
2587
2588         wq->first_flusher = NULL;
2589
2590         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&this_flusher.list));
2591         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2592
2593         while (true) {
2594                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2595
2596                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2597                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2598                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2599                                 break;
2600                         list_del_init(&next->list);
2601                         complete(&next->done);
2602                 }
2603
2604                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2605                              wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2606
2607                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2608                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2609
2610                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2611                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2612                         /*
2613                          * Assign the same color to all overflowed
2614                          * flushers, advance work_color and append to
2615                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2616                          * phase for these overflowed flushers.
2617                          */
2618                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2619                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2620
2621                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2622
2623                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2624                                               &wq->flusher_queue);
2625                         flush_workqueue_prep_pwqs(wq, -1, wq->work_color);
2626                 }
2627
2628                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2629                         WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != wq->work_color);
2630                         break;
2631                 }
2632
2633                 /*
2634                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2635                  * the new first flusher and arm pwqs.
2636                  */
2637                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color == wq->work_color);
2638                 WARN_ON_ONCE(wq->flush_color != next->flush_color);
2639
2640                 list_del_init(&next->list);
2641                 wq->first_flusher = next;
2642
2643                 if (flush_workqueue_prep_pwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2644                         break;
2645
2646                 /*
2647                  * Meh... this color is already done, clear first
2648                  * flusher and repeat cascading.
2649                  */
2650                 wq->first_flusher = NULL;
2651         }
2652
2653 out_unlock:
2654         mutex_unlock(&wq->mutex);
2655 }
2656 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2657
2658 /**
2659  * drain_workqueue - drain a workqueue
2660  * @wq: workqueue to drain
2661  *
2662  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2663  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2664  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2665  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2666  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2667  * takes too long.
2668  */
2669 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2670 {
2671         unsigned int flush_cnt = 0;
2672         struct pool_workqueue *pwq;
2673
2674         /*
2675          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2676          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2677          * Use __WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2678          */
2679         mutex_lock(&wq->mutex);
2680         if (!wq->nr_drainers++)
2681                 wq->flags |= __WQ_DRAINING;
2682         mutex_unlock(&wq->mutex);
2683 reflush:
2684         flush_workqueue(wq);
2685
2686         mutex_lock(&wq->mutex);
2687
2688         for_each_pwq(pwq, wq) {
2689                 bool drained;
2690
2691                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
2692                 drained = !pwq->nr_active && list_empty(&pwq->delayed_works);
2693                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
2694
2695                 if (drained)
2696                         continue;
2697
2698                 if (++flush_cnt == 10 ||
2699                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2700                         pr_warn("workqueue %s: drain_workqueue() isn't complete after %u tries\n",
2701                                 wq->name, flush_cnt);
2702
2703                 mutex_unlock(&wq->mutex);
2704                 goto reflush;
2705         }
2706
2707         if (!--wq->nr_drainers)
2708                 wq->flags &= ~__WQ_DRAINING;
2709         mutex_unlock(&wq->mutex);
2710 }
2711 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2712
2713 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr)
2714 {
2715         struct worker *worker = NULL;
2716         struct worker_pool *pool;
2717         struct pool_workqueue *pwq;
2718
2719         might_sleep();
2720
2721         local_irq_disable();
2722         pool = get_work_pool(work);
2723         if (!pool) {
2724                 local_irq_enable();
2725                 return false;
2726         }
2727
2728         spin_lock(&pool->lock);
2729         /* see the comment in try_to_grab_pending() with the same code */
2730         pwq = get_work_pwq(work);
2731         if (pwq) {
2732                 if (unlikely(pwq->pool != pool))
2733                         goto already_gone;
2734         } else {
2735                 worker = find_worker_executing_work(pool, work);
2736                 if (!worker)
2737                         goto already_gone;
2738                 pwq = worker->current_pwq;
2739         }
2740
2741         insert_wq_barrier(pwq, barr, work, worker);
2742         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2743
2744         /*
2745          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2746          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2747          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2748          * access.
2749          */
2750         if (pwq->wq->saved_max_active == 1 || pwq->wq->rescuer)
2751                 lock_map_acquire(&pwq->wq->lockdep_map);
2752         else
2753                 lock_map_acquire_read(&pwq->wq->lockdep_map);
2754         lock_map_release(&pwq->wq->lockdep_map);
2755
2756         return true;
2757 already_gone:
2758         spin_unlock_irq(&pool->lock);
2759         return false;
2760 }
2761
2762 /**
2763  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2764  * @work: the work to flush
2765  *
2766  * Wait until @work has finished execution.  @work is guaranteed to be idle
2767  * on return if it hasn't been requeued since flush started.
2768  *
2769  * RETURNS:
2770  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2771  * %false if it was already idle.
2772  */
2773 bool flush_work(struct work_struct *work)
2774 {
2775         struct wq_barrier barr;
2776
2777         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2778         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2779
2780         if (start_flush_work(work, &barr)) {
2781                 wait_for_completion(&barr.done);
2782                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2783                 return true;
2784         } else {
2785                 return false;
2786         }
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2789
2790 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work, bool is_dwork)
2791 {
2792         unsigned long flags;
2793         int ret;
2794
2795         do {
2796                 ret = try_to_grab_pending(work, is_dwork, &flags);
2797                 /*
2798                  * If someone else is canceling, wait for the same event it
2799                  * would be waiting for before retrying.
2800                  */
2801                 if (unlikely(ret == -ENOENT))
2802                         flush_work(work);
2803         } while (unlikely(ret < 0));
2804
2805         /* tell other tasks trying to grab @work to back off */
2806         mark_work_canceling(work);
2807         local_irq_restore(flags);
2808
2809         flush_work(work);
2810         clear_work_data(work);
2811         return ret;
2812 }
2813
2814 /**
2815  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2816  * @work: the work to cancel
2817  *
2818  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2819  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2820  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2821  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2822  *
2823  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2824  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2825  *
2826  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2827  * queued can't be destroyed before this function returns.
2828  *
2829  * RETURNS:
2830  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2831  */
2832 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2833 {
2834         return __cancel_work_timer(work, false);
2835 }
2836 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2837
2838 /**
2839  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2840  * @dwork: the delayed work to flush
2841  *
2842  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2843  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2844  * considers the last queueing instance of @dwork.
2845  *
2846  * RETURNS:
2847  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2848  * %false if it was already idle.
2849  */
2850 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2851 {
2852         local_irq_disable();
2853         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2854                 __queue_work(dwork->cpu, dwork->wq, &dwork->work);
2855         local_irq_enable();
2856         return flush_work(&dwork->work);
2857 }
2858 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2859
2860 /**
2861  * cancel_delayed_work - cancel a delayed work
2862  * @dwork: delayed_work to cancel
2863  *
2864  * Kill off a pending delayed_work.  Returns %true if @dwork was pending
2865  * and canceled; %false if wasn't pending.  Note that the work callback
2866  * function may still be running on return, unless it returns %true and the
2867  * work doesn't re-arm itself.  Explicitly flush or use
2868  * cancel_delayed_work_sync() to wait on it.
2869  *
2870  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
2871  */
2872 bool cancel_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2873 {
2874         unsigned long flags;
2875         int ret;
2876
2877         do {
2878                 ret = try_to_grab_pending(&dwork->work, true, &flags);
2879         } while (unlikely(ret == -EAGAIN));
2880
2881         if (unlikely(ret < 0))
2882                 return false;
2883
2884         set_work_pool_and_clear_pending(&dwork->work,
2885                                         get_work_pool_id(&dwork->work));
2886         local_irq_restore(flags);
2887         return ret;
2888 }
2889 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work);
2890
2891 /**
2892  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2893  * @dwork: the delayed work cancel
2894  *
2895  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2896  *
2897  * RETURNS:
2898  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2899  */
2900 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2901 {
2902         return __cancel_work_timer(&dwork->work, true);
2903 }
2904 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2905
2906 /**
2907  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2908  * @func: the function to call
2909  *
2910  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2911  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2912  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2913  *
2914  * RETURNS:
2915  * 0 on success, -errno on failure.
2916  */
2917 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2918 {
2919         int cpu;
2920         struct work_struct __percpu *works;
2921
2922         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2923         if (!works)
2924                 return -ENOMEM;
2925
2926         get_online_cpus();
2927
2928         for_each_online_cpu(cpu) {
2929                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2930
2931                 INIT_WORK(work, func);
2932                 schedule_work_on(cpu, work);
2933         }
2934
2935         for_each_online_cpu(cpu)
2936                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
2937
2938         put_online_cpus();
2939         free_percpu(works);
2940         return 0;
2941 }
2942
2943 /**
2944  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
2945  *
2946  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
2947  * completion.
2948  *
2949  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
2950  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
2951  * will lead to deadlock:
2952  *
2953  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
2954  *      a lock held by your code or its caller.
2955  *
2956  *      Your code is running in the context of a work routine.
2957  *
2958  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
2959  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
2960  * what locks they need, which you have no control over.
2961  *
2962  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
2963  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
2964  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
2965  * cancel_work_sync() instead.
2966  */
2967 void flush_scheduled_work(void)
2968 {
2969         flush_workqueue(system_wq);
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
2972
2973 /**
2974  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
2975  * @fn:         the function to execute
2976  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
2977  *              be available when the work executes)
2978  *
2979  * Executes the function immediately if process context is available,
2980  * otherwise schedules the function for delayed execution.
2981  *
2982  * Returns:     0 - function was executed
2983  *              1 - function was scheduled for execution
2984  */
2985 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
2986 {
2987         if (!in_interrupt()) {
2988                 fn(&ew->work);
2989                 return 0;
2990         }
2991
2992         INIT_WORK(&ew->work, fn);
2993         schedule_work(&ew->work);
2994
2995         return 1;
2996 }
2997 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
2998
2999 #ifdef CONFIG_SYSFS
3000 /*
3001  * Workqueues with WQ_SYSFS flag set is visible to userland via
3002  * /sys/bus/workqueue/devices/WQ_NAME.  All visible workqueues have the
3003  * following attributes.
3004  *
3005  *  per_cpu     RO bool : whether the workqueue is per-cpu or unbound
3006  *  max_active  RW int  : maximum number of in-flight work items
3007  *
3008  * Unbound workqueues have the following extra attributes.
3009  *
3010  *  id          RO int  : the associated pool ID
3011  *  nice        RW int  : nice value of the workers
3012  *  cpumask     RW mask : bitmask of allowed CPUs for the workers
3013  */
3014 struct wq_device {
3015         struct workqueue_struct         *wq;
3016         struct device                   dev;
3017 };
3018
3019 static struct workqueue_struct *dev_to_wq(struct device *dev)
3020 {
3021         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3022
3023         return wq_dev->wq;
3024 }
3025
3026 static ssize_t wq_per_cpu_show(struct device *dev,
3027                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3028 {
3029         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3030
3031         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", (bool)!(wq->flags & WQ_UNBOUND));
3032 }
3033
3034 static ssize_t wq_max_active_show(struct device *dev,
3035                                   struct device_attribute *attr, char *buf)
3036 {
3037         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3038
3039         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", wq->saved_max_active);
3040 }
3041
3042 static ssize_t wq_max_active_store(struct device *dev,
3043                                    struct device_attribute *attr,
3044                                    const char *buf, size_t count)
3045 {
3046         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3047         int val;
3048
3049         if (sscanf(buf, "%d", &val) != 1 || val <= 0)
3050                 return -EINVAL;
3051
3052         workqueue_set_max_active(wq, val);
3053         return count;
3054 }
3055
3056 static struct device_attribute wq_sysfs_attrs[] = {
3057         __ATTR(per_cpu, 0444, wq_per_cpu_show, NULL),
3058         __ATTR(max_active, 0644, wq_max_active_show, wq_max_active_store),
3059         __ATTR_NULL,
3060 };
3061
3062 static ssize_t wq_pool_id_show(struct device *dev,
3063                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3064 {
3065         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3066         struct worker_pool *pool;
3067         int written;
3068
3069         rcu_read_lock_sched();
3070         pool = first_pwq(wq)->pool;
3071         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", pool->id);
3072         rcu_read_unlock_sched();
3073
3074         return written;
3075 }
3076
3077 static ssize_t wq_nice_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3078                             char *buf)
3079 {
3080         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3081         int written;
3082
3083         rcu_read_lock_sched();
3084         written = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
3085                             first_pwq(wq)->pool->attrs->nice);
3086         rcu_read_unlock_sched();
3087
3088         return written;
3089 }
3090
3091 /* prepare workqueue_attrs for sysfs store operations */
3092 static struct workqueue_attrs *wq_sysfs_prep_attrs(struct workqueue_struct *wq)
3093 {
3094         struct workqueue_attrs *attrs;
3095
3096         attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3097         if (!attrs)
3098                 return NULL;
3099
3100         rcu_read_lock_sched();
3101         copy_workqueue_attrs(attrs, first_pwq(wq)->pool->attrs);
3102         rcu_read_unlock_sched();
3103         return attrs;
3104 }
3105
3106 static ssize_t wq_nice_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
3107                              const char *buf, size_t count)
3108 {
3109         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3110         struct workqueue_attrs *attrs;
3111         int ret;
3112
3113         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3114         if (!attrs)
3115                 return -ENOMEM;
3116
3117         if (sscanf(buf, "%d", &attrs->nice) == 1 &&
3118             attrs->nice >= -20 && attrs->nice <= 19)
3119                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3120         else
3121                 ret = -EINVAL;
3122
3123         free_workqueue_attrs(attrs);
3124         return ret ?: count;
3125 }
3126
3127 static ssize_t wq_cpumask_show(struct device *dev,
3128                                struct device_attribute *attr, char *buf)
3129 {
3130         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3131         int written;
3132
3133         rcu_read_lock_sched();
3134         written = cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE,
3135                                     first_pwq(wq)->pool->attrs->cpumask);
3136         rcu_read_unlock_sched();
3137
3138         written += scnprintf(buf + written, PAGE_SIZE - written, "\n");
3139         return written;
3140 }
3141
3142 static ssize_t wq_cpumask_store(struct device *dev,
3143                                 struct device_attribute *attr,
3144                                 const char *buf, size_t count)
3145 {
3146         struct workqueue_struct *wq = dev_to_wq(dev);
3147         struct workqueue_attrs *attrs;
3148         int ret;
3149
3150         attrs = wq_sysfs_prep_attrs(wq);
3151         if (!attrs)
3152                 return -ENOMEM;
3153
3154         ret = cpumask_parse(buf, attrs->cpumask);
3155         if (!ret)
3156                 ret = apply_workqueue_attrs(wq, attrs);
3157
3158         free_workqueue_attrs(attrs);
3159         return ret ?: count;
3160 }
3161
3162 static struct device_attribute wq_sysfs_unbound_attrs[] = {
3163         __ATTR(pool_id, 0444, wq_pool_id_show, NULL),
3164         __ATTR(nice, 0644, wq_nice_show, wq_nice_store),
3165         __ATTR(cpumask, 0644, wq_cpumask_show, wq_cpumask_store),
3166         __ATTR_NULL,
3167 };
3168
3169 static struct bus_type wq_subsys = {
3170         .name                           = "workqueue",
3171         .dev_attrs                      = wq_sysfs_attrs,
3172 };
3173
3174 static int __init wq_sysfs_init(void)
3175 {
3176         return subsys_virtual_register(&wq_subsys, NULL);
3177 }
3178 core_initcall(wq_sysfs_init);
3179
3180 static void wq_device_release(struct device *dev)
3181 {
3182         struct wq_device *wq_dev = container_of(dev, struct wq_device, dev);
3183
3184         kfree(wq_dev);
3185 }
3186
3187 /**
3188  * workqueue_sysfs_register - make a workqueue visible in sysfs
3189  * @wq: the workqueue to register
3190  *
3191  * Expose @wq in sysfs under /sys/bus/workqueue/devices.
3192  * alloc_workqueue*() automatically calls this function if WQ_SYSFS is set
3193  * which is the preferred method.
3194  *
3195  * Workqueue user should use this function directly iff it wants to apply
3196  * workqueue_attrs before making the workqueue visible in sysfs; otherwise,
3197  * apply_workqueue_attrs() may race against userland updating the
3198  * attributes.
3199  *
3200  * Returns 0 on success, -errno on failure.
3201  */
3202 int workqueue_sysfs_register(struct workqueue_struct *wq)
3203 {
3204         struct wq_device *wq_dev;
3205         int ret;
3206
3207         /*
3208          * Adjusting max_active or creating new pwqs by applyting
3209          * attributes breaks ordering guarantee.  Disallow exposing ordered
3210          * workqueues.
3211          */
3212         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3213                 return -EINVAL;
3214
3215         wq->wq_dev = wq_dev = kzalloc(sizeof(*wq_dev), GFP_KERNEL);
3216         if (!wq_dev)
3217                 return -ENOMEM;
3218
3219         wq_dev->wq = wq;
3220         wq_dev->dev.bus = &wq_subsys;
3221         wq_dev->dev.init_name = wq->name;
3222         wq_dev->dev.release = wq_device_release;
3223
3224         /*
3225          * unbound_attrs are created separately.  Suppress uevent until
3226          * everything is ready.
3227          */
3228         dev_set_uevent_suppress(&wq_dev->dev, true);
3229
3230         ret = device_register(&wq_dev->dev);
3231         if (ret) {
3232                 kfree(wq_dev);
3233                 wq->wq_dev = NULL;
3234                 return ret;
3235         }
3236
3237         if (wq->flags & WQ_UNBOUND) {
3238                 struct device_attribute *attr;
3239
3240                 for (attr = wq_sysfs_unbound_attrs; attr->attr.name; attr++) {
3241                         ret = device_create_file(&wq_dev->dev, attr);
3242                         if (ret) {
3243                                 device_unregister(&wq_dev->dev);
3244                                 wq->wq_dev = NULL;
3245                                 return ret;
3246                         }
3247                 }
3248         }
3249
3250         kobject_uevent(&wq_dev->dev.kobj, KOBJ_ADD);
3251         return 0;
3252 }
3253
3254 /**
3255  * workqueue_sysfs_unregister - undo workqueue_sysfs_register()
3256  * @wq: the workqueue to unregister
3257  *
3258  * If @wq is registered to sysfs by workqueue_sysfs_register(), unregister.
3259  */
3260 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)
3261 {
3262         struct wq_device *wq_dev = wq->wq_dev;
3263
3264         if (!wq->wq_dev)
3265                 return;
3266
3267         wq->wq_dev = NULL;
3268         device_unregister(&wq_dev->dev);
3269 }
3270 #else   /* CONFIG_SYSFS */
3271 static void workqueue_sysfs_unregister(struct workqueue_struct *wq)     { }
3272 #endif  /* CONFIG_SYSFS */
3273
3274 /**
3275  * free_workqueue_attrs - free a workqueue_attrs
3276  * @attrs: workqueue_attrs to free
3277  *
3278  * Undo alloc_workqueue_attrs().
3279  */
3280 void free_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *attrs)
3281 {
3282         if (attrs) {
3283                 free_cpumask_var(attrs->cpumask);
3284                 kfree(attrs);
3285         }
3286 }
3287
3288 /**
3289  * alloc_workqueue_attrs - allocate a workqueue_attrs
3290  * @gfp_mask: allocation mask to use
3291  *
3292  * Allocate a new workqueue_attrs, initialize with default settings and
3293  * return it.  Returns NULL on failure.
3294  */
3295 struct workqueue_attrs *alloc_workqueue_attrs(gfp_t gfp_mask)
3296 {
3297         struct workqueue_attrs *attrs;
3298
3299         attrs = kzalloc(sizeof(*attrs), gfp_mask);
3300         if (!attrs)
3301                 goto fail;
3302         if (!alloc_cpumask_var(&attrs->cpumask, gfp_mask))
3303                 goto fail;
3304
3305         cpumask_setall(attrs->cpumask);
3306         return attrs;
3307 fail:
3308         free_workqueue_attrs(attrs);
3309         return NULL;
3310 }
3311
3312 static void copy_workqueue_attrs(struct workqueue_attrs *to,
3313                                  const struct workqueue_attrs *from)
3314 {
3315         to->nice = from->nice;
3316         cpumask_copy(to->cpumask, from->cpumask);
3317 }
3318
3319 /*
3320  * Hacky implementation of jhash of bitmaps which only considers the
3321  * specified number of bits.  We probably want a proper implementation in
3322  * include/linux/jhash.h.
3323  */
3324 static u32 jhash_bitmap(const unsigned long *bitmap, int bits, u32 hash)
3325 {
3326         int nr_longs = bits / BITS_PER_LONG;
3327         int nr_leftover = bits % BITS_PER_LONG;
3328         unsigned long leftover = 0;
3329
3330         if (nr_longs)
3331                 hash = jhash(bitmap, nr_longs * sizeof(long), hash);
3332         if (nr_leftover) {
3333                 bitmap_copy(&leftover, bitmap + nr_longs, nr_leftover);
3334                 hash = jhash(&leftover, sizeof(long), hash);
3335         }
3336         return hash;
3337 }
3338
3339 /* hash value of the content of @attr */
3340 static u32 wqattrs_hash(const struct workqueue_attrs *attrs)
3341 {
3342         u32 hash = 0;
3343
3344         hash = jhash_1word(attrs->nice, hash);
3345         hash = jhash_bitmap(cpumask_bits(attrs->cpumask), nr_cpu_ids, hash);
3346         return hash;
3347 }
3348
3349 /* content equality test */
3350 static bool wqattrs_equal(const struct workqueue_attrs *a,
3351                           const struct workqueue_attrs *b)
3352 {
3353         if (a->nice != b->nice)
3354                 return false;
3355         if (!cpumask_equal(a->cpumask, b->cpumask))
3356                 return false;
3357         return true;
3358 }
3359
3360 /**
3361  * init_worker_pool - initialize a newly zalloc'd worker_pool
3362  * @pool: worker_pool to initialize
3363  *
3364  * Initiailize a newly zalloc'd @pool.  It also allocates @pool->attrs.
3365  * Returns 0 on success, -errno on failure.  Even on failure, all fields
3366  * inside @pool proper are initialized and put_unbound_pool() can be called
3367  * on @pool safely to release it.
3368  */
3369 static int init_worker_pool(struct worker_pool *pool)
3370 {
3371         spin_lock_init(&pool->lock);
3372         pool->id = -1;
3373         pool->cpu = -1;
3374         pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
3375         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3376         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3377         hash_init(pool->busy_hash);
3378
3379         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3380         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3381         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3382
3383         setup_timer(&pool->mayday_timer, pool_mayday_timeout,
3384                     (unsigned long)pool);
3385
3386         mutex_init(&pool->manager_arb);
3387         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3388         idr_init(&pool->worker_idr);
3389
3390         INIT_HLIST_NODE(&pool->hash_node);
3391         pool->refcnt = 1;
3392
3393         /* shouldn't fail above this point */
3394         pool->attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL);
3395         if (!pool->attrs)
3396                 return -ENOMEM;
3397         return 0;
3398 }
3399
3400 static void rcu_free_pool(struct rcu_head *rcu)
3401 {
3402         struct worker_pool *pool = container_of(rcu, struct worker_pool, rcu);
3403
3404         idr_destroy(&pool->worker_idr);
3405         free_workqueue_attrs(pool->attrs);
3406         kfree(pool);
3407 }
3408
3409 /**
3410  * put_unbound_pool - put a worker_pool
3411  * @pool: worker_pool to put
3412  *
3413  * Put @pool.  If its refcnt reaches zero, it gets destroyed in sched-RCU
3414  * safe manner.  get_unbound_pool() calls this function on its failure path
3415  * and this function should be able to release pools which went through,
3416  * successfully or not, init_worker_pool().
3417  */
3418 static void put_unbound_pool(struct worker_pool *pool)
3419 {
3420         struct worker *worker;
3421
3422         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3423         if (--pool->refcnt) {
3424                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3425                 return;
3426         }
3427
3428         /* sanity checks */
3429         if (WARN_ON(!(pool->flags & POOL_DISASSOCIATED)) ||
3430             WARN_ON(!list_empty(&pool->worklist))) {
3431                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3432                 return;
3433         }
3434
3435         /* release id and unhash */
3436         if (pool->id >= 0)
3437                 idr_remove(&worker_pool_idr, pool->id);
3438         hash_del(&pool->hash_node);
3439
3440         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3441
3442         /*
3443          * Become the manager and destroy all workers.  Grabbing
3444          * manager_arb prevents @pool's workers from blocking on
3445          * manager_mutex.
3446          */
3447         mutex_lock(&pool->manager_arb);
3448         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
3449         spin_lock_irq(&pool->lock);
3450
3451         while ((worker = first_worker(pool)))
3452                 destroy_worker(worker);
3453         WARN_ON(pool->nr_workers || pool->nr_idle);
3454
3455         spin_unlock_irq(&pool->lock);
3456         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3457         mutex_unlock(&pool->manager_arb);
3458
3459         /* shut down the timers */
3460         del_timer_sync(&pool->idle_timer);
3461         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
3462
3463         /* sched-RCU protected to allow dereferences from get_work_pool() */
3464         call_rcu_sched(&pool->rcu, rcu_free_pool);
3465 }
3466
3467 /**
3468  * get_unbound_pool - get a worker_pool with the specified attributes
3469  * @attrs: the attributes of the worker_pool to get
3470  *
3471  * Obtain a worker_pool which has the same attributes as @attrs, bump the
3472  * reference count and return it.  If there already is a matching
3473  * worker_pool, it will be used; otherwise, this function attempts to
3474  * create a new one.  On failure, returns NULL.
3475  */
3476 static struct worker_pool *get_unbound_pool(const struct workqueue_attrs *attrs)
3477 {
3478         u32 hash = wqattrs_hash(attrs);
3479         struct worker_pool *pool;
3480
3481         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3482
3483         /* do we already have a matching pool? */
3484         hash_for_each_possible(unbound_pool_hash, pool, hash_node, hash) {
3485                 if (wqattrs_equal(pool->attrs, attrs)) {
3486                         pool->refcnt++;
3487                         goto out_unlock;
3488                 }
3489         }
3490
3491         /* nope, create a new one */
3492         pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
3493         if (!pool || init_worker_pool(pool) < 0)
3494                 goto fail;
3495
3496         if (workqueue_freezing)
3497                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
3498
3499         lockdep_set_subclass(&pool->lock, 1);   /* see put_pwq() */
3500         copy_workqueue_attrs(pool->attrs, attrs);
3501
3502         if (worker_pool_assign_id(pool) < 0)
3503                 goto fail;
3504
3505         /* create and start the initial worker */
3506         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
3507                 goto fail;
3508
3509         /* install */
3510         hash_add(unbound_pool_hash, &pool->hash_node, hash);
3511 out_unlock:
3512         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3513         return pool;
3514 fail:
3515         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3516         if (pool)
3517                 put_unbound_pool(pool);
3518         return NULL;
3519 }
3520
3521 static void rcu_free_pwq(struct rcu_head *rcu)
3522 {
3523         kmem_cache_free(pwq_cache,
3524                         container_of(rcu, struct pool_workqueue, rcu));
3525 }
3526
3527 /*
3528  * Scheduled on system_wq by put_pwq() when an unbound pwq hits zero refcnt
3529  * and needs to be destroyed.
3530  */
3531 static void pwq_unbound_release_workfn(struct work_struct *work)
3532 {
3533         struct pool_workqueue *pwq = container_of(work, struct pool_workqueue,
3534                                                   unbound_release_work);
3535         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3536         struct worker_pool *pool = pwq->pool;
3537         bool is_last;
3538
3539         if (WARN_ON_ONCE(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3540                 return;
3541
3542         /*
3543          * Unlink @pwq.  Synchronization against wq->mutex isn't strictly
3544          * necessary on release but do it anyway.  It's easier to verify
3545          * and consistent with the linking path.
3546          */
3547         mutex_lock(&wq->mutex);
3548         list_del_rcu(&pwq->pwqs_node);
3549         is_last = list_empty(&wq->pwqs);
3550         mutex_unlock(&wq->mutex);
3551
3552         put_unbound_pool(pool);
3553         call_rcu_sched(&pwq->rcu, rcu_free_pwq);
3554
3555         /*
3556          * If we're the last pwq going away, @wq is already dead and no one
3557          * is gonna access it anymore.  Free it.
3558          */
3559         if (is_last)
3560                 kfree(wq);
3561 }
3562
3563 /**
3564  * pwq_adjust_max_active - update a pwq's max_active to the current setting
3565  * @pwq: target pool_workqueue
3566  *
3567  * If @pwq isn't freezing, set @pwq->max_active to the associated
3568  * workqueue's saved_max_active and activate delayed work items
3569  * accordingly.  If @pwq is freezing, clear @pwq->max_active to zero.
3570  */
3571 static void pwq_adjust_max_active(struct pool_workqueue *pwq)
3572 {
3573         struct workqueue_struct *wq = pwq->wq;
3574         bool freezable = wq->flags & WQ_FREEZABLE;
3575
3576         /* for @wq->saved_max_active */
3577         lockdep_assert_held(&wq->mutex);
3578
3579         /* fast exit for non-freezable wqs */
3580         if (!freezable && pwq->max_active == wq->saved_max_active)
3581                 return;
3582
3583         spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3584
3585         if (!freezable || !(pwq->pool->flags & POOL_FREEZING)) {
3586                 pwq->max_active = wq->saved_max_active;
3587
3588                 while (!list_empty(&pwq->delayed_works) &&
3589                        pwq->nr_active < pwq->max_active)
3590                         pwq_activate_first_delayed(pwq);
3591
3592                 /*
3593                  * Need to kick a worker after thawed or an unbound wq's
3594                  * max_active is bumped.  It's a slow path.  Do it always.
3595                  */
3596                 wake_up_worker(pwq->pool);
3597         } else {
3598                 pwq->max_active = 0;
3599         }
3600
3601         spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3602 }
3603
3604 static void init_and_link_pwq(struct pool_workqueue *pwq,
3605                               struct workqueue_struct *wq,
3606                               struct worker_pool *pool,
3607                               struct pool_workqueue **p_last_pwq)
3608 {
3609         BUG_ON((unsigned long)pwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3610
3611         pwq->pool = pool;
3612         pwq->wq = wq;
3613         pwq->flush_color = -1;
3614         pwq->refcnt = 1;
3615         INIT_LIST_HEAD(&pwq->delayed_works);
3616         INIT_LIST_HEAD(&pwq->mayday_node);
3617         INIT_WORK(&pwq->unbound_release_work, pwq_unbound_release_workfn);
3618
3619         mutex_lock(&wq->mutex);
3620
3621         /*
3622          * Set the matching work_color.  This is synchronized with
3623          * wq->mutex to avoid confusing flush_workqueue().
3624          */
3625         if (p_last_pwq)
3626                 *p_last_pwq = first_pwq(wq);
3627         pwq->work_color = wq->work_color;
3628
3629         /* sync max_active to the current setting */
3630         pwq_adjust_max_active(pwq);
3631
3632         /* link in @pwq */
3633         list_add_rcu(&pwq->pwqs_node, &wq->pwqs);
3634
3635         mutex_unlock(&wq->mutex);
3636 }
3637
3638 /**
3639  * apply_workqueue_attrs - apply new workqueue_attrs to an unbound workqueue
3640  * @wq: the target workqueue
3641  * @attrs: the workqueue_attrs to apply, allocated with alloc_workqueue_attrs()
3642  *
3643  * Apply @attrs to an unbound workqueue @wq.  If @attrs doesn't match the
3644  * current attributes, a new pwq is created and made the first pwq which
3645  * will serve all new work items.  Older pwqs are released as in-flight
3646  * work items finish.  Note that a work item which repeatedly requeues
3647  * itself back-to-back will stay on its current pwq.
3648  *
3649  * Performs GFP_KERNEL allocations.  Returns 0 on success and -errno on
3650  * failure.
3651  */
3652 int apply_workqueue_attrs(struct workqueue_struct *wq,
3653                           const struct workqueue_attrs *attrs)
3654 {
3655         struct pool_workqueue *pwq, *last_pwq;
3656         struct worker_pool *pool;
3657
3658         /* only unbound workqueues can change attributes */
3659         if (WARN_ON(!(wq->flags & WQ_UNBOUND)))
3660                 return -EINVAL;
3661
3662         /* creating multiple pwqs breaks ordering guarantee */
3663         if (WARN_ON((wq->flags & __WQ_ORDERED) && !list_empty(&wq->pwqs)))
3664                 return -EINVAL;
3665
3666         pwq = kmem_cache_zalloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
3667         if (!pwq)
3668                 return -ENOMEM;
3669
3670         pool = get_unbound_pool(attrs);
3671         if (!pool) {
3672                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
3673                 return -ENOMEM;
3674         }
3675
3676         init_and_link_pwq(pwq, wq, pool, &last_pwq);
3677         if (last_pwq) {
3678                 spin_lock_irq(&last_pwq->pool->lock);
3679                 put_pwq(last_pwq);
3680                 spin_unlock_irq(&last_pwq->pool->lock);
3681         }
3682
3683         return 0;
3684 }
3685
3686 static int alloc_and_link_pwqs(struct workqueue_struct *wq)
3687 {
3688         bool highpri = wq->flags & WQ_HIGHPRI;
3689         int cpu;
3690
3691         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3692                 wq->cpu_pwqs = alloc_percpu(struct pool_workqueue);
3693                 if (!wq->cpu_pwqs)
3694                         return -ENOMEM;
3695
3696                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3697                         struct pool_workqueue *pwq =
3698                                 per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3699                         struct worker_pool *cpu_pools =
3700                                 per_cpu(cpu_worker_pools, cpu);
3701
3702                         init_and_link_pwq(pwq, wq, &cpu_pools[highpri], NULL);
3703                 }
3704                 return 0;
3705         } else {
3706                 return apply_workqueue_attrs(wq, unbound_std_wq_attrs[highpri]);
3707         }
3708 }
3709
3710 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3711                                const char *name)
3712 {
3713         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3714
3715         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3716                 pr_warn("workqueue: max_active %d requested for %s is out of range, clamping between %d and %d\n",
3717                         max_active, name, 1, lim);
3718
3719         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3720 }
3721
3722 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3723                                                unsigned int flags,
3724                                                int max_active,
3725                                                struct lock_class_key *key,
3726                                                const char *lock_name, ...)
3727 {
3728         va_list args, args1;
3729         struct workqueue_struct *wq;
3730         struct pool_workqueue *pwq;
3731         size_t namelen;
3732
3733         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3734         va_start(args, lock_name);
3735         va_copy(args1, args);
3736         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3737
3738         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3739         if (!wq)
3740                 return NULL;
3741
3742         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3743         va_end(args);
3744         va_end(args1);
3745
3746         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3747         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3748
3749         /* init wq */
3750         wq->flags = flags;
3751         wq->saved_max_active = max_active;
3752         mutex_init(&wq->mutex);
3753         atomic_set(&wq->nr_pwqs_to_flush, 0);
3754         INIT_LIST_HEAD(&wq->pwqs);
3755         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3756         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3757         INIT_LIST_HEAD(&wq->maydays);
3758
3759         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3760         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3761
3762         if (alloc_and_link_pwqs(wq) < 0)
3763                 goto err_free_wq;
3764
3765         /*
3766          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3767          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3768          */
3769         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM) {
3770                 struct worker *rescuer;
3771
3772                 rescuer = alloc_worker();
3773                 if (!rescuer)
3774                         goto err_destroy;
3775
3776                 rescuer->rescue_wq = wq;
3777                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, rescuer, "%s",
3778                                                wq->name);
3779                 if (IS_ERR(rescuer->task)) {
3780                         kfree(rescuer);
3781                         goto err_destroy;
3782                 }
3783
3784                 wq->rescuer = rescuer;
3785                 rescuer->task->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
3786                 wake_up_process(rescuer->task);
3787         }
3788
3789         if ((wq->flags & WQ_SYSFS) && workqueue_sysfs_register(wq))
3790                 goto err_destroy;
3791
3792         /*
3793          * wq_pool_mutex protects global freeze state and workqueues list.
3794          * Grab it, adjust max_active and add the new @wq to workqueues
3795          * list.
3796          */
3797         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3798
3799         mutex_lock(&wq->mutex);
3800         for_each_pwq(pwq, wq)
3801                 pwq_adjust_max_active(pwq);
3802         mutex_unlock(&wq->mutex);
3803
3804         list_add(&wq->list, &workqueues);
3805
3806         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3807
3808         return wq;
3809
3810 err_free_wq:
3811         kfree(wq);
3812         return NULL;
3813 err_destroy:
3814         destroy_workqueue(wq);
3815         return NULL;
3816 }
3817 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3818
3819 /**
3820  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3821  * @wq: target workqueue
3822  *
3823  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3824  */
3825 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3826 {
3827         struct pool_workqueue *pwq;
3828
3829         /* drain it before proceeding with destruction */
3830         drain_workqueue(wq);
3831
3832         /* sanity checks */
3833         mutex_lock(&wq->mutex);
3834         for_each_pwq(pwq, wq) {
3835                 int i;
3836
3837                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++) {
3838                         if (WARN_ON(pwq->nr_in_flight[i])) {
3839                                 mutex_unlock(&wq->mutex);
3840                                 return;
3841                         }
3842                 }
3843
3844                 if (WARN_ON(pwq->refcnt > 1) ||
3845                     WARN_ON(pwq->nr_active) ||
3846                     WARN_ON(!list_empty(&pwq->delayed_works))) {
3847                         mutex_unlock(&wq->mutex);
3848                         return;
3849                 }
3850         }
3851         mutex_unlock(&wq->mutex);
3852
3853         /*
3854          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3855          * flushing is complete in case freeze races us.
3856          */
3857         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
3858         list_del_init(&wq->list);
3859         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
3860
3861         workqueue_sysfs_unregister(wq);
3862
3863         if (wq->rescuer) {
3864                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3865                 kfree(wq->rescuer);
3866                 wq->rescuer = NULL;
3867         }
3868
3869         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
3870                 /*
3871                  * The base ref is never dropped on per-cpu pwqs.  Directly
3872                  * free the pwqs and wq.
3873                  */
3874                 free_percpu(wq->cpu_pwqs);
3875                 kfree(wq);
3876         } else {
3877                 /*
3878                  * We're the sole accessor of @wq at this point.  Directly
3879                  * access the first pwq and put the base ref.  As both pwqs
3880                  * and pools are sched-RCU protected, the lock operations
3881                  * are safe.  @wq will be freed when the last pwq is
3882                  * released.
3883                  */
3884                 pwq = list_first_entry(&wq->pwqs, struct pool_workqueue,
3885                                        pwqs_node);
3886                 spin_lock_irq(&pwq->pool->lock);
3887                 put_pwq(pwq);
3888                 spin_unlock_irq(&pwq->pool->lock);
3889         }
3890 }
3891 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3892
3893 /**
3894  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3895  * @wq: target workqueue
3896  * @max_active: new max_active value.
3897  *
3898  * Set max_active of @wq to @max_active.
3899  *
3900  * CONTEXT:
3901  * Don't call from IRQ context.
3902  */
3903 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3904 {
3905         struct pool_workqueue *pwq;
3906
3907         /* disallow meddling with max_active for ordered workqueues */
3908         if (WARN_ON(wq->flags & __WQ_ORDERED))
3909                 return;
3910
3911         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3912
3913         mutex_lock(&wq->mutex);
3914
3915         wq->saved_max_active = max_active;
3916
3917         for_each_pwq(pwq, wq)
3918                 pwq_adjust_max_active(pwq);
3919
3920         mutex_unlock(&wq->mutex);
3921 }
3922 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3923
3924 /**
3925  * current_is_workqueue_rescuer - is %current workqueue rescuer?
3926  *
3927  * Determine whether %current is a workqueue rescuer.  Can be used from
3928  * work functions to determine whether it's being run off the rescuer task.
3929  */
3930 bool current_is_workqueue_rescuer(void)
3931 {
3932         struct worker *worker = current_wq_worker();
3933
3934         return worker && worker->rescue_wq;
3935 }
3936
3937 /**
3938  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3939  * @cpu: CPU in question
3940  * @wq: target workqueue
3941  *
3942  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3943  * no synchronization around this function and the test result is
3944  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3945  *
3946  * RETURNS:
3947  * %true if congested, %false otherwise.
3948  */
3949 bool workqueue_congested(int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3950 {
3951         struct pool_workqueue *pwq;
3952         bool ret;
3953
3954         rcu_read_lock_sched();
3955
3956         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3957                 pwq = per_cpu_ptr(wq->cpu_pwqs, cpu);
3958         else
3959                 pwq = first_pwq(wq);
3960
3961         ret = !list_empty(&pwq->delayed_works);
3962         rcu_read_unlock_sched();
3963
3964         return ret;
3965 }
3966 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3967
3968 /**
3969  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3970  * @work: the work to be tested
3971  *
3972  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3973  * synchronization around this function and the test result is
3974  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3975  *
3976  * RETURNS:
3977  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3978  */
3979 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3980 {
3981         struct worker_pool *pool;
3982         unsigned long flags;
3983         unsigned int ret = 0;
3984
3985         if (work_pending(work))
3986                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3987
3988         local_irq_save(flags);
3989         pool = get_work_pool(work);
3990         if (pool) {
3991                 spin_lock(&pool->lock);
3992                 if (find_worker_executing_work(pool, work))
3993                         ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3994                 spin_unlock(&pool->lock);
3995         }
3996         local_irq_restore(flags);
3997
3998         return ret;
3999 }
4000 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
4001
4002 /*
4003  * CPU hotplug.
4004  *
4005  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
4006  * are a lot of assumptions on strong associations among work, pwq and
4007  * pool which make migrating pending and scheduled works very
4008  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
4009  * worker pools serve mix of short, long and very long running works making
4010  * blocked draining impractical.
4011  *
4012  * This is solved by allowing the pools to be disassociated from the CPU
4013  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
4014  * cpu comes back online.
4015  */
4016
4017 static void wq_unbind_fn(struct work_struct *work)
4018 {
4019         int cpu = smp_processor_id();
4020         struct worker_pool *pool;
4021         struct worker *worker;
4022         int wi;
4023
4024         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4025                 WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4026
4027                 mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4028                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4029
4030                 /*
4031                  * We've blocked all manager operations.  Make all workers
4032                  * unbound and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers
4033                  * except for the ones which are still executing works from
4034                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
4035                  * this, they may become diasporas.
4036                  */
4037                 for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4038                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
4039
4040                 pool->flags |= POOL_DISASSOCIATED;
4041
4042                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4043                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4044         }
4045
4046         /*
4047          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
4048          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
4049          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
4050          */
4051         schedule();
4052
4053         /*
4054          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
4055          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
4056          * are always true as long as the worklist is not empty.  Pools on
4057          * @cpu now behave as unbound (in terms of concurrency management)
4058          * pools which are served by workers tied to the CPU.
4059          *
4060          * On return from this function, the current worker would trigger
4061          * unbound chain execution of pending work items if other workers
4062          * didn't already.
4063          */
4064         for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu)
4065                 atomic_set(&pool->nr_running, 0);
4066 }
4067
4068 /**
4069  * rebind_workers - rebind all workers of a pool to the associated CPU
4070  * @pool: pool of interest
4071  *
4072  * @pool->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.
4073  */
4074 static void rebind_workers(struct worker_pool *pool)
4075 {
4076         struct worker *worker;
4077         int wi;
4078
4079         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4080
4081         /*
4082          * Restore CPU affinity of all workers.  As all idle workers should
4083          * be on the run-queue of the associated CPU before any local
4084          * wake-ups for concurrency management happen, restore CPU affinty
4085          * of all workers first and then clear UNBOUND.  As we're called
4086          * from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail.
4087          */
4088         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4089                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4090                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4091
4092         spin_lock_irq(&pool->lock);
4093
4094         for_each_pool_worker(worker, wi, pool) {
4095                 unsigned int worker_flags = worker->flags;
4096
4097                 /*
4098                  * A bound idle worker should actually be on the runqueue
4099                  * of the associated CPU for local wake-ups targeting it to
4100                  * work.  Kick all idle workers so that they migrate to the
4101                  * associated CPU.  Doing this in the same loop as
4102                  * replacing UNBOUND with REBOUND is safe as no worker will
4103                  * be bound before @pool->lock is released.
4104                  */
4105                 if (worker_flags & WORKER_IDLE)
4106                         wake_up_process(worker->task);
4107
4108                 /*
4109                  * We want to clear UNBOUND but can't directly call
4110                  * worker_clr_flags() or adjust nr_running.  Atomically
4111                  * replace UNBOUND with another NOT_RUNNING flag REBOUND.
4112                  * @worker will clear REBOUND using worker_clr_flags() when
4113                  * it initiates the next execution cycle thus restoring
4114                  * concurrency management.  Note that when or whether
4115                  * @worker clears REBOUND doesn't affect correctness.
4116                  *
4117                  * ACCESS_ONCE() is necessary because @worker->flags may be
4118                  * tested without holding any lock in
4119                  * wq_worker_waking_up().  Without it, NOT_RUNNING test may
4120                  * fail incorrectly leading to premature concurrency
4121                  * management operations.
4122                  */
4123                 WARN_ON_ONCE(!(worker_flags & WORKER_UNBOUND));
4124                 worker_flags |= WORKER_REBOUND;
4125                 worker_flags &= ~WORKER_UNBOUND;
4126                 ACCESS_ONCE(worker->flags) = worker_flags;
4127         }
4128
4129         spin_unlock_irq(&pool->lock);
4130 }
4131
4132 /**
4133  * restore_unbound_workers_cpumask - restore cpumask of unbound workers
4134  * @pool: unbound pool of interest
4135  * @cpu: the CPU which is coming up
4136  *
4137  * An unbound pool may end up with a cpumask which doesn't have any online
4138  * CPUs.  When a worker of such pool get scheduled, the scheduler resets
4139  * its cpus_allowed.  If @cpu is in @pool's cpumask which didn't have any
4140  * online CPU before, cpus_allowed of all its workers should be restored.
4141  */
4142 static void restore_unbound_workers_cpumask(struct worker_pool *pool, int cpu)
4143 {
4144         static cpumask_t cpumask;
4145         struct worker *worker;
4146         int wi;
4147
4148         lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
4149
4150         /* is @cpu allowed for @pool? */
4151         if (!cpumask_test_cpu(cpu, pool->attrs->cpumask))
4152                 return;
4153
4154         /* is @cpu the only online CPU? */
4155         cpumask_and(&cpumask, pool->attrs->cpumask, cpu_online_mask);
4156         if (cpumask_weight(&cpumask) != 1)
4157                 return;
4158
4159         /* as we're called from CPU_ONLINE, the following shouldn't fail */
4160         for_each_pool_worker(worker, wi, pool)
4161                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(worker->task,
4162                                                   pool->attrs->cpumask) < 0);
4163 }
4164
4165 /*
4166  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
4167  * This will be registered high priority CPU notifier.
4168  */
4169 static int __cpuinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
4170                                                unsigned long action,
4171                                                void *hcpu)
4172 {
4173         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4174         struct worker_pool *pool;
4175         int pi;
4176
4177         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4178         case CPU_UP_PREPARE:
4179                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4180                         if (pool->nr_workers)
4181                                 continue;
4182                         if (create_and_start_worker(pool) < 0)
4183                                 return NOTIFY_BAD;
4184                 }
4185                 break;
4186
4187         case CPU_DOWN_FAILED:
4188         case CPU_ONLINE:
4189                 mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4190
4191                 for_each_pool(pool, pi) {
4192                         mutex_lock(&pool->manager_mutex);
4193
4194                         if (pool->cpu == cpu) {
4195                                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4196                                 pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4197                                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4198
4199                                 rebind_workers(pool);
4200                         } else if (pool->cpu < 0) {
4201                                 restore_unbound_workers_cpumask(pool, cpu);
4202                         }
4203
4204                         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
4205                 }
4206
4207                 mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4208                 break;
4209         }
4210         return NOTIFY_OK;
4211 }
4212
4213 /*
4214  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
4215  * This will be registered as low priority CPU notifier.
4216  */
4217 static int __cpuinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
4218                                                  unsigned long action,
4219                                                  void *hcpu)
4220 {
4221         int cpu = (unsigned long)hcpu;
4222         struct work_struct unbind_work;
4223
4224         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4225         case CPU_DOWN_PREPARE:
4226                 /* unbinding should happen on the local CPU */
4227                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, wq_unbind_fn);
4228                 queue_work_on(cpu, system_highpri_wq, &unbind_work);
4229                 flush_work(&unbind_work);
4230                 break;
4231         }
4232         return NOTIFY_OK;
4233 }
4234
4235 #ifdef CONFIG_SMP
4236
4237 struct work_for_cpu {
4238         struct work_struct work;
4239         long (*fn)(void *);
4240         void *arg;
4241         long ret;
4242 };
4243
4244 static void work_for_cpu_fn(struct work_struct *work)
4245 {
4246         struct work_for_cpu *wfc = container_of(work, struct work_for_cpu, work);
4247
4248         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
4249 }
4250
4251 /**
4252  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
4253  * @cpu: the cpu to run on
4254  * @fn: the function to run
4255  * @arg: the function arg
4256  *
4257  * This will return the value @fn returns.
4258  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
4259  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
4260  */
4261 long work_on_cpu(int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
4262 {
4263         struct work_for_cpu wfc = { .fn = fn, .arg = arg };
4264
4265         INIT_WORK_ONSTACK(&wfc.work, work_for_cpu_fn);
4266         schedule_work_on(cpu, &wfc.work);
4267         flush_work(&wfc.work);
4268         return wfc.ret;
4269 }
4270 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
4271 #endif /* CONFIG_SMP */
4272
4273 #ifdef CONFIG_FREEZER
4274
4275 /**
4276  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
4277  *
4278  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
4279  * workqueues will queue new works to their delayed_works list instead of
4280  * pool->worklist.
4281  *
4282  * CONTEXT:
4283  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4284  */
4285 void freeze_workqueues_begin(void)
4286 {
4287         struct worker_pool *pool;
4288         struct workqueue_struct *wq;
4289         struct pool_workqueue *pwq;
4290         int pi;
4291
4292         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4293
4294         WARN_ON_ONCE(workqueue_freezing);
4295         workqueue_freezing = true;
4296
4297         /* set FREEZING */
4298         for_each_pool(pool, pi) {
4299                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4300                 WARN_ON_ONCE(pool->flags & POOL_FREEZING);
4301                 pool->flags |= POOL_FREEZING;
4302                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4303         }
4304
4305         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4306                 mutex_lock(&wq->mutex);
4307                 for_each_pwq(pwq, wq)
4308                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4309                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4310         }
4311
4312         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4313 }
4314
4315 /**
4316  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
4317  *
4318  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
4319  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
4320  *
4321  * CONTEXT:
4322  * Grabs and releases wq_pool_mutex.
4323  *
4324  * RETURNS:
4325  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
4326  * is complete.
4327  */
4328 bool freeze_workqueues_busy(void)
4329 {
4330         bool busy = false;
4331         struct workqueue_struct *wq;
4332         struct pool_workqueue *pwq;
4333
4334         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4335
4336         WARN_ON_ONCE(!workqueue_freezing);
4337
4338         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4339                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
4340                         continue;
4341                 /*
4342                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
4343                  * to peek without lock.
4344                  */
4345                 rcu_read_lock_sched();
4346                 for_each_pwq(pwq, wq) {
4347                         WARN_ON_ONCE(pwq->nr_active < 0);
4348                         if (pwq->nr_active) {
4349                                 busy = true;
4350                                 rcu_read_unlock_sched();
4351                                 goto out_unlock;
4352                         }
4353                 }
4354                 rcu_read_unlock_sched();
4355         }
4356 out_unlock:
4357         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4358         return busy;
4359 }
4360
4361 /**
4362  * thaw_workqueues - thaw workqueues
4363  *
4364  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
4365  * frozen works are transferred to their respective pool worklists.
4366  *
4367  * CONTEXT:
4368  * Grabs and releases wq_pool_mutex, wq->mutex and pool->lock's.
4369  */
4370 void thaw_workqueues(void)
4371 {
4372         struct workqueue_struct *wq;
4373         struct pool_workqueue *pwq;
4374         struct worker_pool *pool;
4375         int pi;
4376
4377         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4378
4379         if (!workqueue_freezing)
4380                 goto out_unlock;
4381
4382         /* clear FREEZING */
4383         for_each_pool(pool, pi) {
4384                 spin_lock_irq(&pool->lock);
4385                 WARN_ON_ONCE(!(pool->flags & POOL_FREEZING));
4386                 pool->flags &= ~POOL_FREEZING;
4387                 spin_unlock_irq(&pool->lock);
4388         }
4389
4390         /* restore max_active and repopulate worklist */
4391         list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
4392                 mutex_lock(&wq->mutex);
4393                 for_each_pwq(pwq, wq)
4394                         pwq_adjust_max_active(pwq);
4395                 mutex_unlock(&wq->mutex);
4396         }
4397
4398         workqueue_freezing = false;
4399 out_unlock:
4400         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4401 }
4402 #endif /* CONFIG_FREEZER */
4403
4404 static int __init init_workqueues(void)
4405 {
4406         int std_nice[NR_STD_WORKER_POOLS] = { 0, HIGHPRI_NICE_LEVEL };
4407         int i, cpu;
4408
4409         /* make sure we have enough bits for OFFQ pool ID */
4410         BUILD_BUG_ON((1LU << (BITS_PER_LONG - WORK_OFFQ_POOL_SHIFT)) <
4411                      WORK_CPU_END * NR_STD_WORKER_POOLS);
4412
4413         WARN_ON(__alignof__(struct pool_workqueue) < __alignof__(long long));
4414
4415         pwq_cache = KMEM_CACHE(pool_workqueue, SLAB_PANIC);
4416
4417         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
4418         hotcpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
4419
4420         /* initialize CPU pools */
4421         for_each_possible_cpu(cpu) {
4422                 struct worker_pool *pool;
4423
4424                 i = 0;
4425                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4426                         BUG_ON(init_worker_pool(pool));
4427                         pool->cpu = cpu;
4428                         cpumask_copy(pool->attrs->cpumask, cpumask_of(cpu));
4429                         pool->attrs->nice = std_nice[i++];
4430
4431                         /* alloc pool ID */
4432                         mutex_lock(&wq_pool_mutex);
4433                         BUG_ON(worker_pool_assign_id(pool));
4434                         mutex_unlock(&wq_pool_mutex);
4435                 }
4436         }
4437
4438         /* create the initial worker */
4439         for_each_online_cpu(cpu) {
4440                 struct worker_pool *pool;
4441
4442                 for_each_cpu_worker_pool(pool, cpu) {
4443                         pool->flags &= ~POOL_DISASSOCIATED;
4444                         BUG_ON(create_and_start_worker(pool) < 0);
4445                 }
4446         }
4447
4448         /* create default unbound wq attrs */
4449         for (i = 0; i < NR_STD_WORKER_POOLS; i++) {
4450                 struct workqueue_attrs *attrs;
4451
4452                 BUG_ON(!(attrs = alloc_workqueue_attrs(GFP_KERNEL)));
4453
4454                 attrs->nice = std_nice[i];
4455                 cpumask_setall(attrs->cpumask);
4456
4457                 unbound_std_wq_attrs[i] = attrs;
4458         }
4459
4460         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
4461         system_highpri_wq = alloc_workqueue("events_highpri", WQ_HIGHPRI, 0);
4462         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
4463         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
4464                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
4465         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
4466                                               WQ_FREEZABLE, 0);
4467         BUG_ON(!system_wq || !system_highpri_wq || !system_long_wq ||
4468                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq);
4469         return 0;
4470 }
4471 early_initcall(init_workqueues);