]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/workqueue.c
workqueue: disable irq while manipulating PENDING
[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
45 #include "workqueue_sched.h"
46
47 enum {
48         /*
49          * global_cwq flags
50          *
51          * A bound gcwq is either associated or disassociated with its CPU.
52          * While associated (!DISASSOCIATED), all workers are bound to the
53          * CPU and none has %WORKER_UNBOUND set and concurrency management
54          * is in effect.
55          *
56          * While DISASSOCIATED, the cpu may be offline and all workers have
57          * %WORKER_UNBOUND set and concurrency management disabled, and may
58          * be executing on any CPU.  The gcwq behaves as an unbound one.
59          *
60          * Note that DISASSOCIATED can be flipped only while holding
61          * managership of all pools on the gcwq to avoid changing binding
62          * state while create_worker() is in progress.
63          */
64         GCWQ_DISASSOCIATED      = 1 << 0,       /* cpu can't serve workers */
65         GCWQ_FREEZING           = 1 << 1,       /* freeze in progress */
66
67         /* pool flags */
68         POOL_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
69
70         /* worker flags */
71         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
72         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
73         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
74         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
75         WORKER_REBIND           = 1 << 5,       /* mom is home, come back */
76         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
77         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
78
79         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_REBIND | WORKER_UNBOUND |
80                                   WORKER_CPU_INTENSIVE,
81
82         NR_WORKER_POOLS         = 2,            /* # worker pools per gcwq */
83
84         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
85         BUSY_WORKER_HASH_SIZE   = 1 << BUSY_WORKER_HASH_ORDER,
86         BUSY_WORKER_HASH_MASK   = BUSY_WORKER_HASH_SIZE - 1,
87
88         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
89         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
90
91         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100 >= 2 ? HZ / 100 : 2,
92                                                 /* call for help after 10ms
93                                                    (min two ticks) */
94         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
95         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
96
97         /*
98          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
99          * all cpus.  Give -20.
100          */
101         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
102         HIGHPRI_NICE_LEVEL      = -20,
103 };
104
105 /*
106  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
107  *
108  * I: Modifiable by initialization/destruction paths and read-only for
109  *    everyone else.
110  *
111  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
112  *    only be modified and accessed from the local cpu.
113  *
114  * L: gcwq->lock protected.  Access with gcwq->lock held.
115  *
116  * X: During normal operation, modification requires gcwq->lock and
117  *    should be done only from local cpu.  Either disabling preemption
118  *    on local cpu or grabbing gcwq->lock is enough for read access.
119  *    If GCWQ_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
120  *
121  * F: wq->flush_mutex protected.
122  *
123  * W: workqueue_lock protected.
124  */
125
126 struct global_cwq;
127 struct worker_pool;
128 struct idle_rebind;
129
130 /*
131  * The poor guys doing the actual heavy lifting.  All on-duty workers
132  * are either serving the manager role, on idle list or on busy hash.
133  */
134 struct worker {
135         /* on idle list while idle, on busy hash table while busy */
136         union {
137                 struct list_head        entry;  /* L: while idle */
138                 struct hlist_node       hentry; /* L: while busy */
139         };
140
141         struct work_struct      *current_work;  /* L: work being processed */
142         struct cpu_workqueue_struct *current_cwq; /* L: current_work's cwq */
143         struct list_head        scheduled;      /* L: scheduled works */
144         struct task_struct      *task;          /* I: worker task */
145         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
146         /* 64 bytes boundary on 64bit, 32 on 32bit */
147         unsigned long           last_active;    /* L: last active timestamp */
148         unsigned int            flags;          /* X: flags */
149         int                     id;             /* I: worker id */
150
151         /* for rebinding worker to CPU */
152         struct idle_rebind      *idle_rebind;   /* L: for idle worker */
153         struct work_struct      rebind_work;    /* L: for busy worker */
154 };
155
156 struct worker_pool {
157         struct global_cwq       *gcwq;          /* I: the owning gcwq */
158         unsigned int            flags;          /* X: flags */
159
160         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
161         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
162         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
163
164         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
165         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
166         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for workers */
167
168         struct mutex            manager_mutex;  /* mutex manager should hold */
169         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
170 };
171
172 /*
173  * Global per-cpu workqueue.  There's one and only one for each cpu
174  * and all works are queued and processed here regardless of their
175  * target workqueues.
176  */
177 struct global_cwq {
178         spinlock_t              lock;           /* the gcwq lock */
179         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
180         unsigned int            flags;          /* L: GCWQ_* flags */
181
182         /* workers are chained either in busy_hash or pool idle_list */
183         struct hlist_head       busy_hash[BUSY_WORKER_HASH_SIZE];
184                                                 /* L: hash of busy workers */
185
186         struct worker_pool      pools[2];       /* normal and highpri pools */
187
188         wait_queue_head_t       rebind_hold;    /* rebind hold wait */
189 } ____cacheline_aligned_in_smp;
190
191 /*
192  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
193  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
194  * aligned at two's power of the number of flag bits.
195  */
196 struct cpu_workqueue_struct {
197         struct worker_pool      *pool;          /* I: the associated pool */
198         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
199         int                     work_color;     /* L: current color */
200         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
201         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
202                                                 /* L: nr of in_flight works */
203         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
204         int                     max_active;     /* L: max active works */
205         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
206 };
207
208 /*
209  * Structure used to wait for workqueue flush.
210  */
211 struct wq_flusher {
212         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
213         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
214         struct completion       done;           /* flush completion */
215 };
216
217 /*
218  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
219  * used to determine whether there's something to be done.
220  */
221 #ifdef CONFIG_SMP
222 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
223 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
224         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
225 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
226 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
227 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           zalloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
228 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
229 #else
230 typedef unsigned long mayday_mask_t;
231 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
232 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
233 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
234 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
235 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
236 #endif
237
238 /*
239  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
240  * per-CPU workqueues:
241  */
242 struct workqueue_struct {
243         unsigned int            flags;          /* W: WQ_* flags */
244         union {
245                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
246                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
247                 unsigned long                           v;
248         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
249         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
250
251         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
252         int                     work_color;     /* F: current work color */
253         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
254         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
255         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
256         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
257         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
258
259         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
260         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
261
262         int                     nr_drainers;    /* W: drain in progress */
263         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
264 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
265         struct lockdep_map      lockdep_map;
266 #endif
267         char                    name[];         /* I: workqueue name */
268 };
269
270 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
271 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
272 struct workqueue_struct *system_nrt_wq __read_mostly;
273 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
274 struct workqueue_struct *system_freezable_wq __read_mostly;
275 struct workqueue_struct *system_nrt_freezable_wq __read_mostly;
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_wq);
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_freezable_wq);
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_freezable_wq);
282
283 #define CREATE_TRACE_POINTS
284 #include <trace/events/workqueue.h>
285
286 #define for_each_worker_pool(pool, gcwq)                                \
287         for ((pool) = &(gcwq)->pools[0];                                \
288              (pool) < &(gcwq)->pools[NR_WORKER_POOLS]; (pool)++)
289
290 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)                      \
291         for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)                     \
292                 hlist_for_each_entry(worker, pos, &gcwq->busy_hash[i], hentry)
293
294 static inline int __next_gcwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
295                                   unsigned int sw)
296 {
297         if (cpu < nr_cpu_ids) {
298                 if (sw & 1) {
299                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
300                         if (cpu < nr_cpu_ids)
301                                 return cpu;
302                 }
303                 if (sw & 2)
304                         return WORK_CPU_UNBOUND;
305         }
306         return WORK_CPU_NONE;
307 }
308
309 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
310                                 struct workqueue_struct *wq)
311 {
312         return __next_gcwq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
313 }
314
315 /*
316  * CPU iterators
317  *
318  * An extra gcwq is defined for an invalid cpu number
319  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
320  * specific CPU.  The following iterators are similar to
321  * for_each_*_cpu() iterators but also considers the unbound gcwq.
322  *
323  * for_each_gcwq_cpu()          : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
324  * for_each_online_gcwq_cpu()   : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
325  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
326  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
327  */
328 #define for_each_gcwq_cpu(cpu)                                          \
329         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);         \
330              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
331              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
332
333 #define for_each_online_gcwq_cpu(cpu)                                   \
334         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);           \
335              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
336              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
337
338 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
339         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));        \
340              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
341              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
342
343 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
344
345 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
346
347 static void *work_debug_hint(void *addr)
348 {
349         return ((struct work_struct *) addr)->func;
350 }
351
352 /*
353  * fixup_init is called when:
354  * - an active object is initialized
355  */
356 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         struct work_struct *work = addr;
359
360         switch (state) {
361         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
362                 cancel_work_sync(work);
363                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
364                 return 1;
365         default:
366                 return 0;
367         }
368 }
369
370 /*
371  * fixup_activate is called when:
372  * - an active object is activated
373  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
374  */
375 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
376 {
377         struct work_struct *work = addr;
378
379         switch (state) {
380
381         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
382                 /*
383                  * This is not really a fixup. The work struct was
384                  * statically initialized. We just make sure that it
385                  * is tracked in the object tracker.
386                  */
387                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
388                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
389                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
390                         return 0;
391                 }
392                 WARN_ON_ONCE(1);
393                 return 0;
394
395         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
396                 WARN_ON(1);
397
398         default:
399                 return 0;
400         }
401 }
402
403 /*
404  * fixup_free is called when:
405  * - an active object is freed
406  */
407 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
408 {
409         struct work_struct *work = addr;
410
411         switch (state) {
412         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
413                 cancel_work_sync(work);
414                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
415                 return 1;
416         default:
417                 return 0;
418         }
419 }
420
421 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
422         .name           = "work_struct",
423         .debug_hint     = work_debug_hint,
424         .fixup_init     = work_fixup_init,
425         .fixup_activate = work_fixup_activate,
426         .fixup_free     = work_fixup_free,
427 };
428
429 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
430 {
431         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
432 }
433
434 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
435 {
436         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
437 }
438
439 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
440 {
441         if (onstack)
442                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
443         else
444                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
447
448 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
449 {
450         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
453
454 #else
455 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
456 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
457 #endif
458
459 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
460 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
461 static LIST_HEAD(workqueues);
462 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
463
464 /*
465  * The almighty global cpu workqueues.  nr_running is the only field
466  * which is expected to be used frequently by other cpus via
467  * try_to_wake_up().  Put it in a separate cacheline.
468  */
469 static DEFINE_PER_CPU(struct global_cwq, global_cwq);
470 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(atomic_t, pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS]);
471
472 /*
473  * Global cpu workqueue and nr_running counter for unbound gcwq.  The
474  * gcwq is always online, has GCWQ_DISASSOCIATED set, and all its
475  * workers have WORKER_UNBOUND set.
476  */
477 static struct global_cwq unbound_global_cwq;
478 static atomic_t unbound_pool_nr_running[NR_WORKER_POOLS] = {
479         [0 ... NR_WORKER_POOLS - 1]     = ATOMIC_INIT(0),       /* always 0 */
480 };
481
482 static int worker_thread(void *__worker);
483
484 static int worker_pool_pri(struct worker_pool *pool)
485 {
486         return pool - pool->gcwq->pools;
487 }
488
489 static struct global_cwq *get_gcwq(unsigned int cpu)
490 {
491         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
492                 return &per_cpu(global_cwq, cpu);
493         else
494                 return &unbound_global_cwq;
495 }
496
497 static atomic_t *get_pool_nr_running(struct worker_pool *pool)
498 {
499         int cpu = pool->gcwq->cpu;
500         int idx = worker_pool_pri(pool);
501
502         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
503                 return &per_cpu(pool_nr_running, cpu)[idx];
504         else
505                 return &unbound_pool_nr_running[idx];
506 }
507
508 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
509                                             struct workqueue_struct *wq)
510 {
511         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
512                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids))
513                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
514         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
515                 return wq->cpu_wq.single;
516         return NULL;
517 }
518
519 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
520 {
521         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
522 }
523
524 static int get_work_color(struct work_struct *work)
525 {
526         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
527                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
528 }
529
530 static int work_next_color(int color)
531 {
532         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
533 }
534
535 /*
536  * A work's data points to the cwq with WORK_STRUCT_CWQ set while the
537  * work is on queue.  Once execution starts, WORK_STRUCT_CWQ is
538  * cleared and the work data contains the cpu number it was last on.
539  *
540  * set_work_cwq(), set_work_cpu_and_clear_pending() and clear_work_data()
541  * can be used to set the cwq, cpu or clear work->data.  These functions
542  * should only be called while the work is owned - ie. while the PENDING
543  * bit is set.
544  *
545  * get_work_[g]cwq() can be used to obtain the gcwq or cwq
546  * corresponding to a work.  gcwq is available once the work has been
547  * queued anywhere after initialization.  cwq is available only from
548  * queueing until execution starts.
549  */
550 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
551                                  unsigned long flags)
552 {
553         BUG_ON(!work_pending(work));
554         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
555 }
556
557 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
558                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
559                          unsigned long extra_flags)
560 {
561         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
562                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
563 }
564
565 static void set_work_cpu_and_clear_pending(struct work_struct *work,
566                                            unsigned int cpu)
567 {
568         set_work_data(work, cpu << WORK_STRUCT_FLAG_BITS, 0);
569 }
570
571 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
572 {
573         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_CPU, 0);
574 }
575
576 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
577 {
578         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
579
580         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
581                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
582         else
583                 return NULL;
584 }
585
586 static struct global_cwq *get_work_gcwq(struct work_struct *work)
587 {
588         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
589         unsigned int cpu;
590
591         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
592                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
593                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->pool->gcwq;
594
595         cpu = data >> WORK_STRUCT_FLAG_BITS;
596         if (cpu == WORK_CPU_NONE)
597                 return NULL;
598
599         BUG_ON(cpu >= nr_cpu_ids && cpu != WORK_CPU_UNBOUND);
600         return get_gcwq(cpu);
601 }
602
603 /*
604  * Policy functions.  These define the policies on how the global worker
605  * pools are managed.  Unless noted otherwise, these functions assume that
606  * they're being called with gcwq->lock held.
607  */
608
609 static bool __need_more_worker(struct worker_pool *pool)
610 {
611         return !atomic_read(get_pool_nr_running(pool));
612 }
613
614 /*
615  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
616  * running workers.
617  *
618  * Note that, because unbound workers never contribute to nr_running, this
619  * function will always return %true for unbound gcwq as long as the
620  * worklist isn't empty.
621  */
622 static bool need_more_worker(struct worker_pool *pool)
623 {
624         return !list_empty(&pool->worklist) && __need_more_worker(pool);
625 }
626
627 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
628 static bool may_start_working(struct worker_pool *pool)
629 {
630         return pool->nr_idle;
631 }
632
633 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
634 static bool keep_working(struct worker_pool *pool)
635 {
636         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
637
638         return !list_empty(&pool->worklist) && atomic_read(nr_running) <= 1;
639 }
640
641 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
642 static bool need_to_create_worker(struct worker_pool *pool)
643 {
644         return need_more_worker(pool) && !may_start_working(pool);
645 }
646
647 /* Do I need to be the manager? */
648 static bool need_to_manage_workers(struct worker_pool *pool)
649 {
650         return need_to_create_worker(pool) ||
651                 (pool->flags & POOL_MANAGE_WORKERS);
652 }
653
654 /* Do we have too many workers and should some go away? */
655 static bool too_many_workers(struct worker_pool *pool)
656 {
657         bool managing = mutex_is_locked(&pool->manager_mutex);
658         int nr_idle = pool->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
659         int nr_busy = pool->nr_workers - nr_idle;
660
661         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
662 }
663
664 /*
665  * Wake up functions.
666  */
667
668 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
669 static struct worker *first_worker(struct worker_pool *pool)
670 {
671         if (unlikely(list_empty(&pool->idle_list)))
672                 return NULL;
673
674         return list_first_entry(&pool->idle_list, struct worker, entry);
675 }
676
677 /**
678  * wake_up_worker - wake up an idle worker
679  * @pool: worker pool to wake worker from
680  *
681  * Wake up the first idle worker of @pool.
682  *
683  * CONTEXT:
684  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
685  */
686 static void wake_up_worker(struct worker_pool *pool)
687 {
688         struct worker *worker = first_worker(pool);
689
690         if (likely(worker))
691                 wake_up_process(worker->task);
692 }
693
694 /**
695  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
696  * @task: task waking up
697  * @cpu: CPU @task is waking up to
698  *
699  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
700  * being awoken.
701  *
702  * CONTEXT:
703  * spin_lock_irq(rq->lock)
704  */
705 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
706 {
707         struct worker *worker = kthread_data(task);
708
709         if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
710                 atomic_inc(get_pool_nr_running(worker->pool));
711 }
712
713 /**
714  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
715  * @task: task going to sleep
716  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
717  *
718  * This function is called during schedule() when a busy worker is
719  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
720  * returning pointer to its task.
721  *
722  * CONTEXT:
723  * spin_lock_irq(rq->lock)
724  *
725  * RETURNS:
726  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
727  */
728 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
729                                        unsigned int cpu)
730 {
731         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
732         struct worker_pool *pool = worker->pool;
733         atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
734
735         if (worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)
736                 return NULL;
737
738         /* this can only happen on the local cpu */
739         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
740
741         /*
742          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
743          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
744          * Please read comment there.
745          *
746          * NOT_RUNNING is clear.  This means that we're bound to and
747          * running on the local cpu w/ rq lock held and preemption
748          * disabled, which in turn means that none else could be
749          * manipulating idle_list, so dereferencing idle_list without gcwq
750          * lock is safe.
751          */
752         if (atomic_dec_and_test(nr_running) && !list_empty(&pool->worklist))
753                 to_wakeup = first_worker(pool);
754         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
755 }
756
757 /**
758  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
759  * @worker: self
760  * @flags: flags to set
761  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
762  *
763  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
764  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
765  * woken up.
766  *
767  * CONTEXT:
768  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
769  */
770 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
771                                     bool wakeup)
772 {
773         struct worker_pool *pool = worker->pool;
774
775         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
776
777         /*
778          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
779          * wake up an idle worker as necessary if requested by
780          * @wakeup.
781          */
782         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
783             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
784                 atomic_t *nr_running = get_pool_nr_running(pool);
785
786                 if (wakeup) {
787                         if (atomic_dec_and_test(nr_running) &&
788                             !list_empty(&pool->worklist))
789                                 wake_up_worker(pool);
790                 } else
791                         atomic_dec(nr_running);
792         }
793
794         worker->flags |= flags;
795 }
796
797 /**
798  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
799  * @worker: self
800  * @flags: flags to clear
801  *
802  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
803  *
804  * CONTEXT:
805  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
806  */
807 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
808 {
809         struct worker_pool *pool = worker->pool;
810         unsigned int oflags = worker->flags;
811
812         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
813
814         worker->flags &= ~flags;
815
816         /*
817          * If transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running.  Note
818          * that the nested NOT_RUNNING is not a noop.  NOT_RUNNING is mask
819          * of multiple flags, not a single flag.
820          */
821         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
822                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
823                         atomic_inc(get_pool_nr_running(pool));
824 }
825
826 /**
827  * busy_worker_head - return the busy hash head for a work
828  * @gcwq: gcwq of interest
829  * @work: work to be hashed
830  *
831  * Return hash head of @gcwq for @work.
832  *
833  * CONTEXT:
834  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
835  *
836  * RETURNS:
837  * Pointer to the hash head.
838  */
839 static struct hlist_head *busy_worker_head(struct global_cwq *gcwq,
840                                            struct work_struct *work)
841 {
842         const int base_shift = ilog2(sizeof(struct work_struct));
843         unsigned long v = (unsigned long)work;
844
845         /* simple shift and fold hash, do we need something better? */
846         v >>= base_shift;
847         v += v >> BUSY_WORKER_HASH_ORDER;
848         v &= BUSY_WORKER_HASH_MASK;
849
850         return &gcwq->busy_hash[v];
851 }
852
853 /**
854  * __find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
855  * @gcwq: gcwq of interest
856  * @bwh: hash head as returned by busy_worker_head()
857  * @work: work to find worker for
858  *
859  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  @bwh should be
860  * the hash head obtained by calling busy_worker_head() with the same
861  * work.
862  *
863  * CONTEXT:
864  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
865  *
866  * RETURNS:
867  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
868  * otherwise.
869  */
870 static struct worker *__find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
871                                                    struct hlist_head *bwh,
872                                                    struct work_struct *work)
873 {
874         struct worker *worker;
875         struct hlist_node *tmp;
876
877         hlist_for_each_entry(worker, tmp, bwh, hentry)
878                 if (worker->current_work == work)
879                         return worker;
880         return NULL;
881 }
882
883 /**
884  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
885  * @gcwq: gcwq of interest
886  * @work: work to find worker for
887  *
888  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  This function is
889  * identical to __find_worker_executing_work() except that this
890  * function calculates @bwh itself.
891  *
892  * CONTEXT:
893  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
894  *
895  * RETURNS:
896  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
897  * otherwise.
898  */
899 static struct worker *find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
900                                                  struct work_struct *work)
901 {
902         return __find_worker_executing_work(gcwq, busy_worker_head(gcwq, work),
903                                             work);
904 }
905
906 /**
907  * insert_work - insert a work into gcwq
908  * @cwq: cwq @work belongs to
909  * @work: work to insert
910  * @head: insertion point
911  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
912  *
913  * Insert @work which belongs to @cwq into @gcwq after @head.
914  * @extra_flags is or'd to work_struct flags.
915  *
916  * CONTEXT:
917  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
918  */
919 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
920                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
921                         unsigned int extra_flags)
922 {
923         struct worker_pool *pool = cwq->pool;
924
925         /* we own @work, set data and link */
926         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
927
928         /*
929          * Ensure that we get the right work->data if we see the
930          * result of list_add() below, see try_to_grab_pending().
931          */
932         smp_wmb();
933
934         list_add_tail(&work->entry, head);
935
936         /*
937          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
938          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
939          * lying around lazily while there are works to be processed.
940          */
941         smp_mb();
942
943         if (__need_more_worker(pool))
944                 wake_up_worker(pool);
945 }
946
947 /*
948  * Test whether @work is being queued from another work executing on the
949  * same workqueue.  This is rather expensive and should only be used from
950  * cold paths.
951  */
952 static bool is_chained_work(struct workqueue_struct *wq)
953 {
954         unsigned long flags;
955         unsigned int cpu;
956
957         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
958                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
959                 struct worker *worker;
960                 struct hlist_node *pos;
961                 int i;
962
963                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
964                 for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
965                         if (worker->task != current)
966                                 continue;
967                         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
968                         /*
969                          * I'm @worker, no locking necessary.  See if @work
970                          * is headed to the same workqueue.
971                          */
972                         return worker->current_cwq->wq == wq;
973                 }
974                 spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
975         }
976         return false;
977 }
978
979 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
980                          struct work_struct *work)
981 {
982         struct global_cwq *gcwq;
983         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
984         struct list_head *worklist;
985         unsigned int work_flags;
986
987         /*
988          * While a work item is PENDING && off queue, a task trying to
989          * steal the PENDING will busy-loop waiting for it to either get
990          * queued or lose PENDING.  Grabbing PENDING and queueing should
991          * happen with IRQ disabled.
992          */
993         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
994
995         debug_work_activate(work);
996
997         /* if dying, only works from the same workqueue are allowed */
998         if (unlikely(wq->flags & WQ_DRAINING) &&
999             WARN_ON_ONCE(!is_chained_work(wq)))
1000                 return;
1001
1002         /* determine gcwq to use */
1003         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1004                 struct global_cwq *last_gcwq;
1005
1006                 if (unlikely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
1007                         cpu = raw_smp_processor_id();
1008
1009                 /*
1010                  * It's multi cpu.  If @wq is non-reentrant and @work
1011                  * was previously on a different cpu, it might still
1012                  * be running there, in which case the work needs to
1013                  * be queued on that cpu to guarantee non-reentrance.
1014                  */
1015                 gcwq = get_gcwq(cpu);
1016                 if (wq->flags & WQ_NON_REENTRANT &&
1017                     (last_gcwq = get_work_gcwq(work)) && last_gcwq != gcwq) {
1018                         struct worker *worker;
1019
1020                         spin_lock(&last_gcwq->lock);
1021
1022                         worker = find_worker_executing_work(last_gcwq, work);
1023
1024                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq)
1025                                 gcwq = last_gcwq;
1026                         else {
1027                                 /* meh... not running there, queue here */
1028                                 spin_unlock(&last_gcwq->lock);
1029                                 spin_lock(&gcwq->lock);
1030                         }
1031                 } else {
1032                         spin_lock(&gcwq->lock);
1033                 }
1034         } else {
1035                 gcwq = get_gcwq(WORK_CPU_UNBOUND);
1036                 spin_lock(&gcwq->lock);
1037         }
1038
1039         /* gcwq determined, get cwq and queue */
1040         cwq = get_cwq(gcwq->cpu, wq);
1041         trace_workqueue_queue_work(cpu, cwq, work);
1042
1043         if (WARN_ON(!list_empty(&work->entry))) {
1044                 spin_unlock(&gcwq->lock);
1045                 return;
1046         }
1047
1048         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
1049         work_flags = work_color_to_flags(cwq->work_color);
1050
1051         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
1052                 trace_workqueue_activate_work(work);
1053                 cwq->nr_active++;
1054                 worklist = &cwq->pool->worklist;
1055         } else {
1056                 work_flags |= WORK_STRUCT_DELAYED;
1057                 worklist = &cwq->delayed_works;
1058         }
1059
1060         insert_work(cwq, work, worklist, work_flags);
1061
1062         spin_unlock(&gcwq->lock);
1063 }
1064
1065 /**
1066  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1067  * @cpu: CPU number to execute work on
1068  * @wq: workqueue to use
1069  * @work: work to queue
1070  *
1071  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1072  *
1073  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1074  * can't go away.
1075  */
1076 bool queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1077                    struct work_struct *work)
1078 {
1079         bool ret = false;
1080         unsigned long flags;
1081
1082         local_irq_save(flags);
1083
1084         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1085                 __queue_work(cpu, wq, work);
1086                 ret = true;
1087         }
1088
1089         local_irq_restore(flags);
1090         return ret;
1091 }
1092 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1093
1094 /**
1095  * queue_work - queue work on a workqueue
1096  * @wq: workqueue to use
1097  * @work: work to queue
1098  *
1099  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1100  *
1101  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1102  * it can be processed by another CPU.
1103  */
1104 bool queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1105 {
1106         bool ret;
1107
1108         ret = queue_work_on(get_cpu(), wq, work);
1109         put_cpu();
1110
1111         return ret;
1112 }
1113 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1114
1115 static void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1116 {
1117         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1118         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(&dwork->work);
1119
1120         local_irq_disable();
1121         __queue_work(smp_processor_id(), cwq->wq, &dwork->work);
1122         local_irq_enable();
1123 }
1124
1125 /**
1126  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1127  * @cpu: CPU number to execute work on
1128  * @wq: workqueue to use
1129  * @dwork: work to queue
1130  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1131  *
1132  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1133  */
1134 bool queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1135                            struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1136 {
1137         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1138         struct work_struct *work = &dwork->work;
1139         bool ret = false;
1140         unsigned long flags;
1141
1142         /* read the comment in __queue_work() */
1143         local_irq_save(flags);
1144
1145         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1146                 unsigned int lcpu;
1147
1148                 BUG_ON(timer_pending(timer));
1149                 BUG_ON(!list_empty(&work->entry));
1150
1151                 timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1152
1153                 /*
1154                  * This stores cwq for the moment, for the timer_fn.
1155                  * Note that the work's gcwq is preserved to allow
1156                  * reentrance detection for delayed works.
1157                  */
1158                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1159                         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
1160
1161                         if (gcwq && gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1162                                 lcpu = gcwq->cpu;
1163                         else
1164                                 lcpu = raw_smp_processor_id();
1165                 } else
1166                         lcpu = WORK_CPU_UNBOUND;
1167
1168                 set_work_cwq(work, get_cwq(lcpu, wq), 0);
1169
1170                 timer->expires = jiffies + delay;
1171                 timer->data = (unsigned long)dwork;
1172                 timer->function = delayed_work_timer_fn;
1173
1174                 if (unlikely(cpu >= 0))
1175                         add_timer_on(timer, cpu);
1176                 else
1177                         add_timer(timer);
1178                 ret = true;
1179         }
1180
1181         local_irq_restore(flags);
1182         return ret;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1185
1186 /**
1187  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1188  * @wq: workqueue to use
1189  * @dwork: delayable work to queue
1190  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1191  *
1192  * Returns %false if @work was already on a queue, %true otherwise.
1193  */
1194 bool queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1195                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1196 {
1197         if (delay == 0)
1198                 return queue_work(wq, &dwork->work);
1199
1200         return queue_delayed_work_on(-1, wq, dwork, delay);
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1203
1204 /**
1205  * worker_enter_idle - enter idle state
1206  * @worker: worker which is entering idle state
1207  *
1208  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1209  * necessary.
1210  *
1211  * LOCKING:
1212  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1213  */
1214 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1215 {
1216         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1217         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1218
1219         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1220         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1221                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1222
1223         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1224         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1225         pool->nr_idle++;
1226         worker->last_active = jiffies;
1227
1228         /* idle_list is LIFO */
1229         list_add(&worker->entry, &pool->idle_list);
1230
1231         if (too_many_workers(pool) && !timer_pending(&pool->idle_timer))
1232                 mod_timer(&pool->idle_timer, jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1233
1234         /*
1235          * Sanity check nr_running.  Because gcwq_unbind_fn() releases
1236          * gcwq->lock between setting %WORKER_UNBOUND and zapping
1237          * nr_running, the warning may trigger spuriously.  Check iff
1238          * unbind is not in progress.
1239          */
1240         WARN_ON_ONCE(!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED) &&
1241                      pool->nr_workers == pool->nr_idle &&
1242                      atomic_read(get_pool_nr_running(pool)));
1243 }
1244
1245 /**
1246  * worker_leave_idle - leave idle state
1247  * @worker: worker which is leaving idle state
1248  *
1249  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1250  *
1251  * LOCKING:
1252  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1253  */
1254 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1255 {
1256         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1257
1258         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1259         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1260         pool->nr_idle--;
1261         list_del_init(&worker->entry);
1262 }
1263
1264 /**
1265  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock gcwq
1266  * @worker: self
1267  *
1268  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1269  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1270  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1271  * guaranteed to execute on the cpu.
1272  *
1273  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1274  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1275  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1276  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1277  * verbatim as it's best effort and blocking and gcwq may be
1278  * [dis]associated in the meantime.
1279  *
1280  * This function tries set_cpus_allowed() and locks gcwq and verifies the
1281  * binding against %GCWQ_DISASSOCIATED which is set during
1282  * %CPU_DOWN_PREPARE and cleared during %CPU_ONLINE, so if the worker
1283  * enters idle state or fetches works without dropping lock, it can
1284  * guarantee the scheduling requirement described in the first paragraph.
1285  *
1286  * CONTEXT:
1287  * Might sleep.  Called without any lock but returns with gcwq->lock
1288  * held.
1289  *
1290  * RETURNS:
1291  * %true if the associated gcwq is online (@worker is successfully
1292  * bound), %false if offline.
1293  */
1294 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1295 __acquires(&gcwq->lock)
1296 {
1297         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1298         struct task_struct *task = worker->task;
1299
1300         while (true) {
1301                 /*
1302                  * The following call may fail, succeed or succeed
1303                  * without actually migrating the task to the cpu if
1304                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1305                  * against GCWQ_DISASSOCIATED.
1306                  */
1307                 if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED))
1308                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(gcwq->cpu));
1309
1310                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1311                 if (gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)
1312                         return false;
1313                 if (task_cpu(task) == gcwq->cpu &&
1314                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1315                                   get_cpu_mask(gcwq->cpu)))
1316                         return true;
1317                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1318
1319                 /*
1320                  * We've raced with CPU hot[un]plug.  Give it a breather
1321                  * and retry migration.  cond_resched() is required here;
1322                  * otherwise, we might deadlock against cpu_stop trying to
1323                  * bring down the CPU on non-preemptive kernel.
1324                  */
1325                 cpu_relax();
1326                 cond_resched();
1327         }
1328 }
1329
1330 struct idle_rebind {
1331         int                     cnt;            /* # workers to be rebound */
1332         struct completion       done;           /* all workers rebound */
1333 };
1334
1335 /*
1336  * Rebind an idle @worker to its CPU.  During CPU onlining, this has to
1337  * happen synchronously for idle workers.  worker_thread() will test
1338  * %WORKER_REBIND before leaving idle and call this function.
1339  */
1340 static void idle_worker_rebind(struct worker *worker)
1341 {
1342         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1343
1344         /* CPU must be online at this point */
1345         WARN_ON(!worker_maybe_bind_and_lock(worker));
1346         if (!--worker->idle_rebind->cnt)
1347                 complete(&worker->idle_rebind->done);
1348         spin_unlock_irq(&worker->pool->gcwq->lock);
1349
1350         /* we did our part, wait for rebind_workers() to finish up */
1351         wait_event(gcwq->rebind_hold, !(worker->flags & WORKER_REBIND));
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Function for @worker->rebind.work used to rebind unbound busy workers to
1356  * the associated cpu which is coming back online.  This is scheduled by
1357  * cpu up but can race with other cpu hotplug operations and may be
1358  * executed twice without intervening cpu down.
1359  */
1360 static void busy_worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1361 {
1362         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1363         struct global_cwq *gcwq = worker->pool->gcwq;
1364
1365         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1366                 worker_clr_flags(worker, WORKER_REBIND);
1367
1368         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1369 }
1370
1371 /**
1372  * rebind_workers - rebind all workers of a gcwq to the associated CPU
1373  * @gcwq: gcwq of interest
1374  *
1375  * @gcwq->cpu is coming online.  Rebind all workers to the CPU.  Rebinding
1376  * is different for idle and busy ones.
1377  *
1378  * The idle ones should be rebound synchronously and idle rebinding should
1379  * be complete before any worker starts executing work items with
1380  * concurrency management enabled; otherwise, scheduler may oops trying to
1381  * wake up non-local idle worker from wq_worker_sleeping().
1382  *
1383  * This is achieved by repeatedly requesting rebinding until all idle
1384  * workers are known to have been rebound under @gcwq->lock and holding all
1385  * idle workers from becoming busy until idle rebinding is complete.
1386  *
1387  * Once idle workers are rebound, busy workers can be rebound as they
1388  * finish executing their current work items.  Queueing the rebind work at
1389  * the head of their scheduled lists is enough.  Note that nr_running will
1390  * be properbly bumped as busy workers rebind.
1391  *
1392  * On return, all workers are guaranteed to either be bound or have rebind
1393  * work item scheduled.
1394  */
1395 static void rebind_workers(struct global_cwq *gcwq)
1396         __releases(&gcwq->lock) __acquires(&gcwq->lock)
1397 {
1398         struct idle_rebind idle_rebind;
1399         struct worker_pool *pool;
1400         struct worker *worker;
1401         struct hlist_node *pos;
1402         int i;
1403
1404         lockdep_assert_held(&gcwq->lock);
1405
1406         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1407                 lockdep_assert_held(&pool->manager_mutex);
1408
1409         /*
1410          * Rebind idle workers.  Interlocked both ways.  We wait for
1411          * workers to rebind via @idle_rebind.done.  Workers will wait for
1412          * us to finish up by watching %WORKER_REBIND.
1413          */
1414         init_completion(&idle_rebind.done);
1415 retry:
1416         idle_rebind.cnt = 1;
1417         INIT_COMPLETION(idle_rebind.done);
1418
1419         /* set REBIND and kick idle ones, we'll wait for these later */
1420         for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
1421                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry) {
1422                         if (worker->flags & WORKER_REBIND)
1423                                 continue;
1424
1425                         /* morph UNBOUND to REBIND */
1426                         worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1427                         worker->flags |= WORKER_REBIND;
1428
1429                         idle_rebind.cnt++;
1430                         worker->idle_rebind = &idle_rebind;
1431
1432                         /* worker_thread() will call idle_worker_rebind() */
1433                         wake_up_process(worker->task);
1434                 }
1435         }
1436
1437         if (--idle_rebind.cnt) {
1438                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1439                 wait_for_completion(&idle_rebind.done);
1440                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1441                 /* busy ones might have become idle while waiting, retry */
1442                 goto retry;
1443         }
1444
1445         /*
1446          * All idle workers are rebound and waiting for %WORKER_REBIND to
1447          * be cleared inside idle_worker_rebind().  Clear and release.
1448          * Clearing %WORKER_REBIND from this foreign context is safe
1449          * because these workers are still guaranteed to be idle.
1450          */
1451         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
1452                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
1453                         worker->flags &= ~WORKER_REBIND;
1454
1455         wake_up_all(&gcwq->rebind_hold);
1456
1457         /* rebind busy workers */
1458         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
1459                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
1460
1461                 /* morph UNBOUND to REBIND */
1462                 worker->flags &= ~WORKER_UNBOUND;
1463                 worker->flags |= WORKER_REBIND;
1464
1465                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
1466                                      work_data_bits(rebind_work)))
1467                         continue;
1468
1469                 /* wq doesn't matter, use the default one */
1470                 debug_work_activate(rebind_work);
1471                 insert_work(get_cwq(gcwq->cpu, system_wq), rebind_work,
1472                             worker->scheduled.next,
1473                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
1474         }
1475 }
1476
1477 static struct worker *alloc_worker(void)
1478 {
1479         struct worker *worker;
1480
1481         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1482         if (worker) {
1483                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1484                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1485                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, busy_worker_rebind_fn);
1486                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1487                 worker->flags = WORKER_PREP;
1488         }
1489         return worker;
1490 }
1491
1492 /**
1493  * create_worker - create a new workqueue worker
1494  * @pool: pool the new worker will belong to
1495  *
1496  * Create a new worker which is bound to @pool.  The returned worker
1497  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1498  * destroy_worker().
1499  *
1500  * CONTEXT:
1501  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1502  *
1503  * RETURNS:
1504  * Pointer to the newly created worker.
1505  */
1506 static struct worker *create_worker(struct worker_pool *pool)
1507 {
1508         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1509         const char *pri = worker_pool_pri(pool) ? "H" : "";
1510         struct worker *worker = NULL;
1511         int id = -1;
1512
1513         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1514         while (ida_get_new(&pool->worker_ida, &id)) {
1515                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1516                 if (!ida_pre_get(&pool->worker_ida, GFP_KERNEL))
1517                         goto fail;
1518                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1519         }
1520         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1521
1522         worker = alloc_worker();
1523         if (!worker)
1524                 goto fail;
1525
1526         worker->pool = pool;
1527         worker->id = id;
1528
1529         if (gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1530                 worker->task = kthread_create_on_node(worker_thread,
1531                                         worker, cpu_to_node(gcwq->cpu),
1532                                         "kworker/%u:%d%s", gcwq->cpu, id, pri);
1533         else
1534                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1535                                               "kworker/u:%d%s", id, pri);
1536         if (IS_ERR(worker->task))
1537                 goto fail;
1538
1539         if (worker_pool_pri(pool))
1540                 set_user_nice(worker->task, HIGHPRI_NICE_LEVEL);
1541
1542         /*
1543          * Determine CPU binding of the new worker depending on
1544          * %GCWQ_DISASSOCIATED.  The caller is responsible for ensuring the
1545          * flag remains stable across this function.  See the comments
1546          * above the flag definition for details.
1547          *
1548          * As an unbound worker may later become a regular one if CPU comes
1549          * online, make sure every worker has %PF_THREAD_BOUND set.
1550          */
1551         if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)) {
1552                 kthread_bind(worker->task, gcwq->cpu);
1553         } else {
1554                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1555                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1556         }
1557
1558         return worker;
1559 fail:
1560         if (id >= 0) {
1561                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1562                 ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1563                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1564         }
1565         kfree(worker);
1566         return NULL;
1567 }
1568
1569 /**
1570  * start_worker - start a newly created worker
1571  * @worker: worker to start
1572  *
1573  * Make the gcwq aware of @worker and start it.
1574  *
1575  * CONTEXT:
1576  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1577  */
1578 static void start_worker(struct worker *worker)
1579 {
1580         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1581         worker->pool->nr_workers++;
1582         worker_enter_idle(worker);
1583         wake_up_process(worker->task);
1584 }
1585
1586 /**
1587  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1588  * @worker: worker to be destroyed
1589  *
1590  * Destroy @worker and adjust @gcwq stats accordingly.
1591  *
1592  * CONTEXT:
1593  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1594  */
1595 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1596 {
1597         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1598         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1599         int id = worker->id;
1600
1601         /* sanity check frenzy */
1602         BUG_ON(worker->current_work);
1603         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1604
1605         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1606                 pool->nr_workers--;
1607         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1608                 pool->nr_idle--;
1609
1610         list_del_init(&worker->entry);
1611         worker->flags |= WORKER_DIE;
1612
1613         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1614
1615         kthread_stop(worker->task);
1616         kfree(worker);
1617
1618         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1619         ida_remove(&pool->worker_ida, id);
1620 }
1621
1622 static void idle_worker_timeout(unsigned long __pool)
1623 {
1624         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1625         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1626
1627         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1628
1629         if (too_many_workers(pool)) {
1630                 struct worker *worker;
1631                 unsigned long expires;
1632
1633                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1634                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1635                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1636
1637                 if (time_before(jiffies, expires))
1638                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1639                 else {
1640                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1641                         pool->flags |= POOL_MANAGE_WORKERS;
1642                         wake_up_worker(pool);
1643                 }
1644         }
1645
1646         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1647 }
1648
1649 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1650 {
1651         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1652         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1653         unsigned int cpu;
1654
1655         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1656                 return false;
1657
1658         /* mayday mayday mayday */
1659         cpu = cwq->pool->gcwq->cpu;
1660         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1661         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1662                 cpu = 0;
1663         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1664                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1665         return true;
1666 }
1667
1668 static void gcwq_mayday_timeout(unsigned long __pool)
1669 {
1670         struct worker_pool *pool = (void *)__pool;
1671         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1672         struct work_struct *work;
1673
1674         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1675
1676         if (need_to_create_worker(pool)) {
1677                 /*
1678                  * We've been trying to create a new worker but
1679                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1680                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1681                  * rescuers.
1682                  */
1683                 list_for_each_entry(work, &pool->worklist, entry)
1684                         send_mayday(work);
1685         }
1686
1687         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1688
1689         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1690 }
1691
1692 /**
1693  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1694  * @pool: pool to create a new worker for
1695  *
1696  * Create a new worker for @pool if necessary.  @pool is guaranteed to
1697  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1698  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1699  * sent to all rescuers with works scheduled on @pool to resolve
1700  * possible allocation deadlock.
1701  *
1702  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1703  * may_start_working() true.
1704  *
1705  * LOCKING:
1706  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1707  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1708  * manager.
1709  *
1710  * RETURNS:
1711  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1712  * otherwise.
1713  */
1714 static bool maybe_create_worker(struct worker_pool *pool)
1715 __releases(&gcwq->lock)
1716 __acquires(&gcwq->lock)
1717 {
1718         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1719
1720         if (!need_to_create_worker(pool))
1721                 return false;
1722 restart:
1723         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1724
1725         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1726         mod_timer(&pool->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1727
1728         while (true) {
1729                 struct worker *worker;
1730
1731                 worker = create_worker(pool);
1732                 if (worker) {
1733                         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1734                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1735                         start_worker(worker);
1736                         BUG_ON(need_to_create_worker(pool));
1737                         return true;
1738                 }
1739
1740                 if (!need_to_create_worker(pool))
1741                         break;
1742
1743                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1744                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1745
1746                 if (!need_to_create_worker(pool))
1747                         break;
1748         }
1749
1750         del_timer_sync(&pool->mayday_timer);
1751         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1752         if (need_to_create_worker(pool))
1753                 goto restart;
1754         return true;
1755 }
1756
1757 /**
1758  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1759  * @pool: pool to destroy workers for
1760  *
1761  * Destroy @pool workers which have been idle for longer than
1762  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1763  *
1764  * LOCKING:
1765  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1766  * multiple times.  Called only from manager.
1767  *
1768  * RETURNS:
1769  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1770  * otherwise.
1771  */
1772 static bool maybe_destroy_workers(struct worker_pool *pool)
1773 {
1774         bool ret = false;
1775
1776         while (too_many_workers(pool)) {
1777                 struct worker *worker;
1778                 unsigned long expires;
1779
1780                 worker = list_entry(pool->idle_list.prev, struct worker, entry);
1781                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1782
1783                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1784                         mod_timer(&pool->idle_timer, expires);
1785                         break;
1786                 }
1787
1788                 destroy_worker(worker);
1789                 ret = true;
1790         }
1791
1792         return ret;
1793 }
1794
1795 /**
1796  * manage_workers - manage worker pool
1797  * @worker: self
1798  *
1799  * Assume the manager role and manage gcwq worker pool @worker belongs
1800  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1801  * gcwq.  The exclusion is handled automatically by this function.
1802  *
1803  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1804  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1805  * and may_start_working() is true.
1806  *
1807  * CONTEXT:
1808  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1809  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1810  *
1811  * RETURNS:
1812  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true if
1813  * some action was taken.
1814  */
1815 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1816 {
1817         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1818         bool ret = false;
1819
1820         if (!mutex_trylock(&pool->manager_mutex))
1821                 return ret;
1822
1823         pool->flags &= ~POOL_MANAGE_WORKERS;
1824
1825         /*
1826          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
1827          * on return.
1828          */
1829         ret |= maybe_destroy_workers(pool);
1830         ret |= maybe_create_worker(pool);
1831
1832         mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
1833         return ret;
1834 }
1835
1836 /**
1837  * move_linked_works - move linked works to a list
1838  * @work: start of series of works to be scheduled
1839  * @head: target list to append @work to
1840  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1841  *
1842  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1843  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1844  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1845  *
1846  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1847  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1848  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1849  *
1850  * CONTEXT:
1851  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1852  */
1853 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1854                               struct work_struct **nextp)
1855 {
1856         struct work_struct *n;
1857
1858         /*
1859          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1860          * use NULL for list head.
1861          */
1862         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1863                 list_move_tail(&work->entry, head);
1864                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1865                         break;
1866         }
1867
1868         /*
1869          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1870          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1871          * needs to be updated.
1872          */
1873         if (nextp)
1874                 *nextp = n;
1875 }
1876
1877 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
1878 {
1879         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
1880                                                     struct work_struct, entry);
1881
1882         trace_workqueue_activate_work(work);
1883         move_linked_works(work, &cwq->pool->worklist, NULL);
1884         __clear_bit(WORK_STRUCT_DELAYED_BIT, work_data_bits(work));
1885         cwq->nr_active++;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
1890  * @cwq: cwq of interest
1891  * @color: color of work which left the queue
1892  * @delayed: for a delayed work
1893  *
1894  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1895  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
1896  *
1897  * CONTEXT:
1898  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1899  */
1900 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color,
1901                                  bool delayed)
1902 {
1903         /* ignore uncolored works */
1904         if (color == WORK_NO_COLOR)
1905                 return;
1906
1907         cwq->nr_in_flight[color]--;
1908
1909         if (!delayed) {
1910                 cwq->nr_active--;
1911                 if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1912                         /* one down, submit a delayed one */
1913                         if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1914                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
1915                 }
1916         }
1917
1918         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1919         if (likely(cwq->flush_color != color))
1920                 return;
1921
1922         /* are there still in-flight works? */
1923         if (cwq->nr_in_flight[color])
1924                 return;
1925
1926         /* this cwq is done, clear flush_color */
1927         cwq->flush_color = -1;
1928
1929         /*
1930          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1931          * will handle the rest.
1932          */
1933         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1934                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1935 }
1936
1937 /**
1938  * process_one_work - process single work
1939  * @worker: self
1940  * @work: work to process
1941  *
1942  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
1943  * process a single work including synchronization against and
1944  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
1945  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
1946  * call this function to process a work.
1947  *
1948  * CONTEXT:
1949  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1950  */
1951 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
1952 __releases(&gcwq->lock)
1953 __acquires(&gcwq->lock)
1954 {
1955         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1956         struct worker_pool *pool = worker->pool;
1957         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
1958         struct hlist_head *bwh = busy_worker_head(gcwq, work);
1959         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
1960         work_func_t f = work->func;
1961         int work_color;
1962         struct worker *collision;
1963 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1964         /*
1965          * It is permissible to free the struct work_struct from
1966          * inside the function that is called from it, this we need to
1967          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
1968          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
1969          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
1970          */
1971         struct lockdep_map lockdep_map;
1972
1973         lockdep_copy_map(&lockdep_map, &work->lockdep_map);
1974 #endif
1975         /*
1976          * Ensure we're on the correct CPU.  DISASSOCIATED test is
1977          * necessary to avoid spurious warnings from rescuers servicing the
1978          * unbound or a disassociated gcwq.
1979          */
1980         WARN_ON_ONCE(!(worker->flags & (WORKER_UNBOUND | WORKER_REBIND)) &&
1981                      !(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED) &&
1982                      raw_smp_processor_id() != gcwq->cpu);
1983
1984         /*
1985          * A single work shouldn't be executed concurrently by
1986          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
1987          * already processing the work.  If so, defer the work to the
1988          * currently executing one.
1989          */
1990         collision = __find_worker_executing_work(gcwq, bwh, work);
1991         if (unlikely(collision)) {
1992                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
1993                 return;
1994         }
1995
1996         /* claim and dequeue */
1997         debug_work_deactivate(work);
1998         hlist_add_head(&worker->hentry, bwh);
1999         worker->current_work = work;
2000         worker->current_cwq = cwq;
2001         work_color = get_work_color(work);
2002
2003         list_del_init(&work->entry);
2004
2005         /*
2006          * CPU intensive works don't participate in concurrency
2007          * management.  They're the scheduler's responsibility.
2008          */
2009         if (unlikely(cpu_intensive))
2010                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
2011
2012         /*
2013          * Unbound gcwq isn't concurrency managed and work items should be
2014          * executed ASAP.  Wake up another worker if necessary.
2015          */
2016         if ((worker->flags & WORKER_UNBOUND) && need_more_worker(pool))
2017                 wake_up_worker(pool);
2018
2019         /*
2020          * Record the last CPU and clear PENDING.  The following wmb is
2021          * paired with the implied mb in test_and_set_bit(PENDING) and
2022          * ensures all updates to @work made here are visible to and
2023          * precede any updates by the next PENDING owner.  Also, clear
2024          * PENDING inside @gcwq->lock so that PENDING and queued state
2025          * changes happen together while IRQ is disabled.
2026          */
2027         smp_wmb();
2028         set_work_cpu_and_clear_pending(work, gcwq->cpu);
2029
2030         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2031
2032         lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2033         lock_map_acquire(&lockdep_map);
2034         trace_workqueue_execute_start(work);
2035         f(work);
2036         /*
2037          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
2038          * point will only record its address.
2039          */
2040         trace_workqueue_execute_end(work);
2041         lock_map_release(&lockdep_map);
2042         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2043
2044         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
2045                 printk(KERN_ERR "BUG: workqueue leaked lock or atomic: "
2046                        "%s/0x%08x/%d\n",
2047                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current));
2048                 printk(KERN_ERR "    last function: ");
2049                 print_symbol("%s\n", (unsigned long)f);
2050                 debug_show_held_locks(current);
2051                 dump_stack();
2052         }
2053
2054         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2055
2056         /* clear cpu intensive status */
2057         if (unlikely(cpu_intensive))
2058                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
2059
2060         /* we're done with it, release */
2061         hlist_del_init(&worker->hentry);
2062         worker->current_work = NULL;
2063         worker->current_cwq = NULL;
2064         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color, false);
2065 }
2066
2067 /**
2068  * process_scheduled_works - process scheduled works
2069  * @worker: self
2070  *
2071  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
2072  * may change while processing a work, so this function repeatedly
2073  * fetches a work from the top and executes it.
2074  *
2075  * CONTEXT:
2076  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
2077  * multiple times.
2078  */
2079 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
2080 {
2081         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
2082                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
2083                                                 struct work_struct, entry);
2084                 process_one_work(worker, work);
2085         }
2086 }
2087
2088 /**
2089  * worker_thread - the worker thread function
2090  * @__worker: self
2091  *
2092  * The gcwq worker thread function.  There's a single dynamic pool of
2093  * these per each cpu.  These workers process all works regardless of
2094  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
2095  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
2096  * rescuer_thread().
2097  */
2098 static int worker_thread(void *__worker)
2099 {
2100         struct worker *worker = __worker;
2101         struct worker_pool *pool = worker->pool;
2102         struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2103
2104         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
2105         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
2106 woke_up:
2107         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2108
2109         /*
2110          * DIE can be set only while idle and REBIND set while busy has
2111          * @worker->rebind_work scheduled.  Checking here is enough.
2112          */
2113         if (unlikely(worker->flags & (WORKER_REBIND | WORKER_DIE))) {
2114                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2115
2116                 if (worker->flags & WORKER_DIE) {
2117                         worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
2118                         return 0;
2119                 }
2120
2121                 idle_worker_rebind(worker);
2122                 goto woke_up;
2123         }
2124
2125         worker_leave_idle(worker);
2126 recheck:
2127         /* no more worker necessary? */
2128         if (!need_more_worker(pool))
2129                 goto sleep;
2130
2131         /* do we need to manage? */
2132         if (unlikely(!may_start_working(pool)) && manage_workers(worker))
2133                 goto recheck;
2134
2135         /*
2136          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
2137          * preparing to process a work or actually processing it.
2138          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
2139          */
2140         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
2141
2142         /*
2143          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
2144          * at least one idle worker or that someone else has already
2145          * assumed the manager role.
2146          */
2147         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
2148
2149         do {
2150                 struct work_struct *work =
2151                         list_first_entry(&pool->worklist,
2152                                          struct work_struct, entry);
2153
2154                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
2155                         /* optimization path, not strictly necessary */
2156                         process_one_work(worker, work);
2157                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
2158                                 process_scheduled_works(worker);
2159                 } else {
2160                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
2161                         process_scheduled_works(worker);
2162                 }
2163         } while (keep_working(pool));
2164
2165         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
2166 sleep:
2167         if (unlikely(need_to_manage_workers(pool)) && manage_workers(worker))
2168                 goto recheck;
2169
2170         /*
2171          * gcwq->lock is held and there's no work to process and no
2172          * need to manage, sleep.  Workers are woken up only while
2173          * holding gcwq->lock or from local cpu, so setting the
2174          * current state before releasing gcwq->lock is enough to
2175          * prevent losing any event.
2176          */
2177         worker_enter_idle(worker);
2178         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2179         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2180         schedule();
2181         goto woke_up;
2182 }
2183
2184 /**
2185  * rescuer_thread - the rescuer thread function
2186  * @__wq: the associated workqueue
2187  *
2188  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
2189  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
2190  *
2191  * Regular work processing on a gcwq may block trying to create a new
2192  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
2193  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
2194  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
2195  * the problem rescuer solves.
2196  *
2197  * When such condition is possible, the gcwq summons rescuers of all
2198  * workqueues which have works queued on the gcwq and let them process
2199  * those works so that forward progress can be guaranteed.
2200  *
2201  * This should happen rarely.
2202  */
2203 static int rescuer_thread(void *__wq)
2204 {
2205         struct workqueue_struct *wq = __wq;
2206         struct worker *rescuer = wq->rescuer;
2207         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
2208         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
2209         unsigned int cpu;
2210
2211         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
2212 repeat:
2213         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2214
2215         if (kthread_should_stop())
2216                 return 0;
2217
2218         /*
2219          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
2220          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
2221          */
2222         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
2223                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
2224                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
2225                 struct worker_pool *pool = cwq->pool;
2226                 struct global_cwq *gcwq = pool->gcwq;
2227                 struct work_struct *work, *n;
2228
2229                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2230                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
2231
2232                 /* migrate to the target cpu if possible */
2233                 rescuer->pool = pool;
2234                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
2235
2236                 /*
2237                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
2238                  * process'em.
2239                  */
2240                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
2241                 list_for_each_entry_safe(work, n, &pool->worklist, entry)
2242                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
2243                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
2244
2245                 process_scheduled_works(rescuer);
2246
2247                 /*
2248                  * Leave this gcwq.  If keep_working() is %true, notify a
2249                  * regular worker; otherwise, we end up with 0 concurrency
2250                  * and stalling the execution.
2251                  */
2252                 if (keep_working(pool))
2253                         wake_up_worker(pool);
2254
2255                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2256         }
2257
2258         schedule();
2259         goto repeat;
2260 }
2261
2262 struct wq_barrier {
2263         struct work_struct      work;
2264         struct completion       done;
2265 };
2266
2267 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2268 {
2269         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2270         complete(&barr->done);
2271 }
2272
2273 /**
2274  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2275  * @cwq: cwq to insert barrier into
2276  * @barr: wq_barrier to insert
2277  * @target: target work to attach @barr to
2278  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2279  *
2280  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2281  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2282  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2283  * cpu.
2284  *
2285  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2286  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2287  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2288  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2289  * after a work with LINKED flag set.
2290  *
2291  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2292  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2293  *
2294  * CONTEXT:
2295  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
2296  */
2297 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2298                               struct wq_barrier *barr,
2299                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2300 {
2301         struct list_head *head;
2302         unsigned int linked = 0;
2303
2304         /*
2305          * debugobject calls are safe here even with gcwq->lock locked
2306          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2307          * checks and call back into the fixup functions where we
2308          * might deadlock.
2309          */
2310         INIT_WORK_ONSTACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2311         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2312         init_completion(&barr->done);
2313
2314         /*
2315          * If @target is currently being executed, schedule the
2316          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2317          */
2318         if (worker)
2319                 head = worker->scheduled.next;
2320         else {
2321                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2322
2323                 head = target->entry.next;
2324                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2325                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2326                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2327         }
2328
2329         debug_work_activate(&barr->work);
2330         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2331                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2332 }
2333
2334 /**
2335  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2336  * @wq: workqueue being flushed
2337  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2338  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2339  *
2340  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2341  *
2342  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2343  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2344  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2345  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2346  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2347  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2348  *
2349  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2350  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2351  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2352  * is returned.
2353  *
2354  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2355  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2356  * advanced to @work_color.
2357  *
2358  * CONTEXT:
2359  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2360  *
2361  * RETURNS:
2362  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2363  * otherwise.
2364  */
2365 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2366                                       int flush_color, int work_color)
2367 {
2368         bool wait = false;
2369         unsigned int cpu;
2370
2371         if (flush_color >= 0) {
2372                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2373                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2374         }
2375
2376         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2377                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2378                 struct global_cwq *gcwq = cwq->pool->gcwq;
2379
2380                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2381
2382                 if (flush_color >= 0) {
2383                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2384
2385                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2386                                 cwq->flush_color = flush_color;
2387                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2388                                 wait = true;
2389                         }
2390                 }
2391
2392                 if (work_color >= 0) {
2393                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2394                         cwq->work_color = work_color;
2395                 }
2396
2397                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2398         }
2399
2400         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2401                 complete(&wq->first_flusher->done);
2402
2403         return wait;
2404 }
2405
2406 /**
2407  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2408  * @wq: workqueue to flush
2409  *
2410  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2411  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2412  *
2413  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2414  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2415  */
2416 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2417 {
2418         struct wq_flusher this_flusher = {
2419                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2420                 .flush_color = -1,
2421                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2422         };
2423         int next_color;
2424
2425         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2426         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2427
2428         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2429
2430         /*
2431          * Start-to-wait phase
2432          */
2433         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2434
2435         if (next_color != wq->flush_color) {
2436                 /*
2437                  * Color space is not full.  The current work_color
2438                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2439                  * by one.
2440                  */
2441                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2442                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2443                 wq->work_color = next_color;
2444
2445                 if (!wq->first_flusher) {
2446                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2447                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2448
2449                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2450
2451                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2452                                                        wq->work_color)) {
2453                                 /* nothing to flush, done */
2454                                 wq->flush_color = next_color;
2455                                 wq->first_flusher = NULL;
2456                                 goto out_unlock;
2457                         }
2458                 } else {
2459                         /* wait in queue */
2460                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2461                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2462                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2463                 }
2464         } else {
2465                 /*
2466                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2467                  * The next flush completion will assign us
2468                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2469                  */
2470                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2471         }
2472
2473         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2474
2475         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2476
2477         /*
2478          * Wake-up-and-cascade phase
2479          *
2480          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2481          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2482          */
2483         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2484                 return;
2485
2486         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2487
2488         /* we might have raced, check again with mutex held */
2489         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2490                 goto out_unlock;
2491
2492         wq->first_flusher = NULL;
2493
2494         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2495         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2496
2497         while (true) {
2498                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2499
2500                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2501                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2502                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2503                                 break;
2504                         list_del_init(&next->list);
2505                         complete(&next->done);
2506                 }
2507
2508                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2509                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2510
2511                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2512                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2513
2514                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2515                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2516                         /*
2517                          * Assign the same color to all overflowed
2518                          * flushers, advance work_color and append to
2519                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2520                          * phase for these overflowed flushers.
2521                          */
2522                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2523                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2524
2525                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2526
2527                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2528                                               &wq->flusher_queue);
2529                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2530                 }
2531
2532                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2533                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2534                         break;
2535                 }
2536
2537                 /*
2538                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2539                  * the new first flusher and arm cwqs.
2540                  */
2541                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2542                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2543
2544                 list_del_init(&next->list);
2545                 wq->first_flusher = next;
2546
2547                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2548                         break;
2549
2550                 /*
2551                  * Meh... this color is already done, clear first
2552                  * flusher and repeat cascading.
2553                  */
2554                 wq->first_flusher = NULL;
2555         }
2556
2557 out_unlock:
2558         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2559 }
2560 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2561
2562 /**
2563  * drain_workqueue - drain a workqueue
2564  * @wq: workqueue to drain
2565  *
2566  * Wait until the workqueue becomes empty.  While draining is in progress,
2567  * only chain queueing is allowed.  IOW, only currently pending or running
2568  * work items on @wq can queue further work items on it.  @wq is flushed
2569  * repeatedly until it becomes empty.  The number of flushing is detemined
2570  * by the depth of chaining and should be relatively short.  Whine if it
2571  * takes too long.
2572  */
2573 void drain_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2574 {
2575         unsigned int flush_cnt = 0;
2576         unsigned int cpu;
2577
2578         /*
2579          * __queue_work() needs to test whether there are drainers, is much
2580          * hotter than drain_workqueue() and already looks at @wq->flags.
2581          * Use WQ_DRAINING so that queue doesn't have to check nr_drainers.
2582          */
2583         spin_lock(&workqueue_lock);
2584         if (!wq->nr_drainers++)
2585                 wq->flags |= WQ_DRAINING;
2586         spin_unlock(&workqueue_lock);
2587 reflush:
2588         flush_workqueue(wq);
2589
2590         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2591                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2592                 bool drained;
2593
2594                 spin_lock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2595                 drained = !cwq->nr_active && list_empty(&cwq->delayed_works);
2596                 spin_unlock_irq(&cwq->pool->gcwq->lock);
2597
2598                 if (drained)
2599                         continue;
2600
2601                 if (++flush_cnt == 10 ||
2602                     (flush_cnt % 100 == 0 && flush_cnt <= 1000))
2603                         pr_warning("workqueue %s: flush on destruction isn't complete after %u tries\n",
2604                                    wq->name, flush_cnt);
2605                 goto reflush;
2606         }
2607
2608         spin_lock(&workqueue_lock);
2609         if (!--wq->nr_drainers)
2610                 wq->flags &= ~WQ_DRAINING;
2611         spin_unlock(&workqueue_lock);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(drain_workqueue);
2614
2615 static bool start_flush_work(struct work_struct *work, struct wq_barrier *barr,
2616                              bool wait_executing)
2617 {
2618         struct worker *worker = NULL;
2619         struct global_cwq *gcwq;
2620         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2621
2622         might_sleep();
2623         gcwq = get_work_gcwq(work);
2624         if (!gcwq)
2625                 return false;
2626
2627         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2628         if (!list_empty(&work->entry)) {
2629                 /*
2630                  * See the comment near try_to_grab_pending()->smp_rmb().
2631                  * If it was re-queued to a different gcwq under us, we
2632                  * are not going to wait.
2633                  */
2634                 smp_rmb();
2635                 cwq = get_work_cwq(work);
2636                 if (unlikely(!cwq || gcwq != cwq->pool->gcwq))
2637                         goto already_gone;
2638         } else if (wait_executing) {
2639                 worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2640                 if (!worker)
2641                         goto already_gone;
2642                 cwq = worker->current_cwq;
2643         } else
2644                 goto already_gone;
2645
2646         insert_wq_barrier(cwq, barr, work, worker);
2647         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2648
2649         /*
2650          * If @max_active is 1 or rescuer is in use, flushing another work
2651          * item on the same workqueue may lead to deadlock.  Make sure the
2652          * flusher is not running on the same workqueue by verifying write
2653          * access.
2654          */
2655         if (cwq->wq->saved_max_active == 1 || cwq->wq->flags & WQ_RESCUER)
2656                 lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2657         else
2658                 lock_map_acquire_read(&cwq->wq->lockdep_map);
2659         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2660
2661         return true;
2662 already_gone:
2663         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2664         return false;
2665 }
2666
2667 /**
2668  * flush_work - wait for a work to finish executing the last queueing instance
2669  * @work: the work to flush
2670  *
2671  * Wait until @work has finished execution.  This function considers
2672  * only the last queueing instance of @work.  If @work has been
2673  * enqueued across different CPUs on a non-reentrant workqueue or on
2674  * multiple workqueues, @work might still be executing on return on
2675  * some of the CPUs from earlier queueing.
2676  *
2677  * If @work was queued only on a non-reentrant, ordered or unbound
2678  * workqueue, @work is guaranteed to be idle on return if it hasn't
2679  * been requeued since flush started.
2680  *
2681  * RETURNS:
2682  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2683  * %false if it was already idle.
2684  */
2685 bool flush_work(struct work_struct *work)
2686 {
2687         struct wq_barrier barr;
2688
2689         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2690         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2691
2692         if (start_flush_work(work, &barr, true)) {
2693                 wait_for_completion(&barr.done);
2694                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2695                 return true;
2696         } else
2697                 return false;
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2700
2701 static bool wait_on_cpu_work(struct global_cwq *gcwq, struct work_struct *work)
2702 {
2703         struct wq_barrier barr;
2704         struct worker *worker;
2705
2706         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2707
2708         worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2709         if (unlikely(worker))
2710                 insert_wq_barrier(worker->current_cwq, &barr, work, worker);
2711
2712         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2713
2714         if (unlikely(worker)) {
2715                 wait_for_completion(&barr.done);
2716                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2717                 return true;
2718         } else
2719                 return false;
2720 }
2721
2722 static bool wait_on_work(struct work_struct *work)
2723 {
2724         bool ret = false;
2725         int cpu;
2726
2727         might_sleep();
2728
2729         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2730         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2731
2732         for_each_gcwq_cpu(cpu)
2733                 ret |= wait_on_cpu_work(get_gcwq(cpu), work);
2734         return ret;
2735 }
2736
2737 /**
2738  * flush_work_sync - wait until a work has finished execution
2739  * @work: the work to flush
2740  *
2741  * Wait until @work has finished execution.  On return, it's
2742  * guaranteed that all queueing instances of @work which happened
2743  * before this function is called are finished.  In other words, if
2744  * @work hasn't been requeued since this function was called, @work is
2745  * guaranteed to be idle on return.
2746  *
2747  * RETURNS:
2748  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2749  * %false if it was already idle.
2750  */
2751 bool flush_work_sync(struct work_struct *work)
2752 {
2753         struct wq_barrier barr;
2754         bool pending, waited;
2755
2756         /* we'll wait for executions separately, queue barr only if pending */
2757         pending = start_flush_work(work, &barr, false);
2758
2759         /* wait for executions to finish */
2760         waited = wait_on_work(work);
2761
2762         /* wait for the pending one */
2763         if (pending) {
2764                 wait_for_completion(&barr.done);
2765                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2766         }
2767
2768         return pending || waited;
2769 }
2770 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work_sync);
2771
2772 /*
2773  * Upon a successful return (>= 0), the caller "owns" WORK_STRUCT_PENDING bit,
2774  * so this work can't be re-armed in any way.
2775  */
2776 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work)
2777 {
2778         struct global_cwq *gcwq;
2779         int ret = -1;
2780
2781         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
2782                 return 0;
2783
2784         /*
2785          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
2786          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
2787          */
2788         gcwq = get_work_gcwq(work);
2789         if (!gcwq)
2790                 return ret;
2791
2792         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2793         if (!list_empty(&work->entry)) {
2794                 /*
2795                  * This work is queued, but perhaps we locked the wrong gcwq.
2796                  * In that case we must see the new value after rmb(), see
2797                  * insert_work()->wmb().
2798                  */
2799                 smp_rmb();
2800                 if (gcwq == get_work_gcwq(work)) {
2801                         debug_work_deactivate(work);
2802                         list_del_init(&work->entry);
2803                         cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work),
2804                                 get_work_color(work),
2805                                 *work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_DELAYED);
2806                         ret = 1;
2807                 }
2808         }
2809         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2810
2811         return ret;
2812 }
2813
2814 static bool __cancel_work_timer(struct work_struct *work,
2815                                 struct timer_list* timer)
2816 {
2817         int ret;
2818
2819         do {
2820                 ret = (timer && likely(del_timer(timer)));
2821                 if (!ret)
2822                         ret = try_to_grab_pending(work);
2823                 wait_on_work(work);
2824         } while (unlikely(ret < 0));
2825
2826         clear_work_data(work);
2827         return ret;
2828 }
2829
2830 /**
2831  * cancel_work_sync - cancel a work and wait for it to finish
2832  * @work: the work to cancel
2833  *
2834  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
2835  * can be used even if the work re-queues itself or migrates to
2836  * another workqueue.  On return from this function, @work is
2837  * guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
2838  *
2839  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
2840  * delayed_work's.  Use cancel_delayed_work_sync() instead.
2841  *
2842  * The caller must ensure that the workqueue on which @work was last
2843  * queued can't be destroyed before this function returns.
2844  *
2845  * RETURNS:
2846  * %true if @work was pending, %false otherwise.
2847  */
2848 bool cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2849 {
2850         return __cancel_work_timer(work, NULL);
2851 }
2852 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2853
2854 /**
2855  * flush_delayed_work - wait for a dwork to finish executing the last queueing
2856  * @dwork: the delayed work to flush
2857  *
2858  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2859  * immediate execution.  Like flush_work(), this function only
2860  * considers the last queueing instance of @dwork.
2861  *
2862  * RETURNS:
2863  * %true if flush_work() waited for the work to finish execution,
2864  * %false if it was already idle.
2865  */
2866 bool flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2867 {
2868         local_irq_disable();
2869         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2870                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2871                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2872         local_irq_enable();
2873         return flush_work(&dwork->work);
2874 }
2875 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2876
2877 /**
2878  * flush_delayed_work_sync - wait for a dwork to finish
2879  * @dwork: the delayed work to flush
2880  *
2881  * Delayed timer is cancelled and the pending work is queued for
2882  * execution immediately.  Other than timer handling, its behavior
2883  * is identical to flush_work_sync().
2884  *
2885  * RETURNS:
2886  * %true if flush_work_sync() waited for the work to finish execution,
2887  * %false if it was already idle.
2888  */
2889 bool flush_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2890 {
2891         local_irq_disable();
2892         if (del_timer_sync(&dwork->timer))
2893                 __queue_work(raw_smp_processor_id(),
2894                              get_work_cwq(&dwork->work)->wq, &dwork->work);
2895         local_irq_enable();
2896         return flush_work_sync(&dwork->work);
2897 }
2898 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work_sync);
2899
2900 /**
2901  * cancel_delayed_work_sync - cancel a delayed work and wait for it to finish
2902  * @dwork: the delayed work cancel
2903  *
2904  * This is cancel_work_sync() for delayed works.
2905  *
2906  * RETURNS:
2907  * %true if @dwork was pending, %false otherwise.
2908  */
2909 bool cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2910 {
2911         return __cancel_work_timer(&dwork->work, &dwork->timer);
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2914
2915 /**
2916  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2917  * @cpu: cpu to put the work task on
2918  * @work: job to be done
2919  *
2920  * This puts a job on a specific cpu
2921  */
2922 bool schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2923 {
2924         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2927
2928 /**
2929  * schedule_work - put work task in global workqueue
2930  * @work: job to be done
2931  *
2932  * Returns %false if @work was already on the kernel-global workqueue and
2933  * %true otherwise.
2934  *
2935  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2936  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2937  * workqueue otherwise.
2938  */
2939 bool schedule_work(struct work_struct *work)
2940 {
2941         return queue_work(system_wq, work);
2942 }
2943 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2944
2945 /**
2946  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2947  * @cpu: cpu to use
2948  * @dwork: job to be done
2949  * @delay: number of jiffies to wait
2950  *
2951  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2952  * workqueue on the specified CPU.
2953  */
2954 bool schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
2955                               unsigned long delay)
2956 {
2957         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2958 }
2959 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2960
2961 /**
2962  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2963  * @dwork: job to be done
2964  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2965  *
2966  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2967  * workqueue.
2968  */
2969 bool schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2970 {
2971         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2974
2975 /**
2976  * schedule_on_each_cpu - execute a function synchronously on each online CPU
2977  * @func: the function to call
2978  *
2979  * schedule_on_each_cpu() executes @func on each online CPU using the
2980  * system workqueue and blocks until all CPUs have completed.
2981  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2982  *
2983  * RETURNS:
2984  * 0 on success, -errno on failure.
2985  */
2986 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2987 {
2988         int cpu;
2989         struct work_struct __percpu *works;
2990
2991         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2992         if (!works)
2993                 return -ENOMEM;
2994
2995         get_online_cpus();
2996
2997         for_each_online_cpu(cpu) {
2998                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2999
3000                 INIT_WORK(work, func);
3001                 schedule_work_on(cpu, work);
3002         }
3003
3004         for_each_online_cpu(cpu)
3005                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
3006
3007         put_online_cpus();
3008         free_percpu(works);
3009         return 0;
3010 }
3011
3012 /**
3013  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
3014  *
3015  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
3016  * completion.
3017  *
3018  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
3019  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
3020  * will lead to deadlock:
3021  *
3022  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
3023  *      a lock held by your code or its caller.
3024  *
3025  *      Your code is running in the context of a work routine.
3026  *
3027  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
3028  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
3029  * what locks they need, which you have no control over.
3030  *
3031  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
3032  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
3033  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
3034  * cancel_work_sync() instead.
3035  */
3036 void flush_scheduled_work(void)
3037 {
3038         flush_workqueue(system_wq);
3039 }
3040 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
3041
3042 /**
3043  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
3044  * @fn:         the function to execute
3045  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
3046  *              be available when the work executes)
3047  *
3048  * Executes the function immediately if process context is available,
3049  * otherwise schedules the function for delayed execution.
3050  *
3051  * Returns:     0 - function was executed
3052  *              1 - function was scheduled for execution
3053  */
3054 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
3055 {
3056         if (!in_interrupt()) {
3057                 fn(&ew->work);
3058                 return 0;
3059         }
3060
3061         INIT_WORK(&ew->work, fn);
3062         schedule_work(&ew->work);
3063
3064         return 1;
3065 }
3066 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
3067
3068 int keventd_up(void)
3069 {
3070         return system_wq != NULL;
3071 }
3072
3073 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3074 {
3075         /*
3076          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
3077          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
3078          * unsigned long long.
3079          */
3080         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
3081         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
3082                                    __alignof__(unsigned long long));
3083
3084         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3085                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
3086         else {
3087                 void *ptr;
3088
3089                 /*
3090                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
3091                  * pointer at the end pointing back to the originally
3092                  * allocated pointer which will be used for free.
3093                  */
3094                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
3095                 if (ptr) {
3096                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
3097                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
3098                 }
3099         }
3100
3101         /* just in case, make sure it's actually aligned */
3102         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
3103         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
3104 }
3105
3106 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
3107 {
3108         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND))
3109                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
3110         else if (wq->cpu_wq.single) {
3111                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
3112                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
3113         }
3114 }
3115
3116 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
3117                                const char *name)
3118 {
3119         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
3120
3121         if (max_active < 1 || max_active > lim)
3122                 printk(KERN_WARNING "workqueue: max_active %d requested for %s "
3123                        "is out of range, clamping between %d and %d\n",
3124                        max_active, name, 1, lim);
3125
3126         return clamp_val(max_active, 1, lim);
3127 }
3128
3129 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *fmt,
3130                                                unsigned int flags,
3131                                                int max_active,
3132                                                struct lock_class_key *key,
3133                                                const char *lock_name, ...)
3134 {
3135         va_list args, args1;
3136         struct workqueue_struct *wq;
3137         unsigned int cpu;
3138         size_t namelen;
3139
3140         /* determine namelen, allocate wq and format name */
3141         va_start(args, lock_name);
3142         va_copy(args1, args);
3143         namelen = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args) + 1;
3144
3145         wq = kzalloc(sizeof(*wq) + namelen, GFP_KERNEL);
3146         if (!wq)
3147                 goto err;
3148
3149         vsnprintf(wq->name, namelen, fmt, args1);
3150         va_end(args);
3151         va_end(args1);
3152
3153         /*
3154          * Workqueues which may be used during memory reclaim should
3155          * have a rescuer to guarantee forward progress.
3156          */
3157         if (flags & WQ_MEM_RECLAIM)
3158                 flags |= WQ_RESCUER;
3159
3160         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
3161         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, wq->name);
3162
3163         /* init wq */
3164         wq->flags = flags;
3165         wq->saved_max_active = max_active;
3166         mutex_init(&wq->flush_mutex);
3167         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
3168         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
3169         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
3170
3171         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
3172         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
3173
3174         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
3175                 goto err;
3176
3177         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3178                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3179                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3180                 int pool_idx = (bool)(flags & WQ_HIGHPRI);
3181
3182                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
3183                 cwq->pool = &gcwq->pools[pool_idx];
3184                 cwq->wq = wq;
3185                 cwq->flush_color = -1;
3186                 cwq->max_active = max_active;
3187                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
3188         }
3189
3190         if (flags & WQ_RESCUER) {
3191                 struct worker *rescuer;
3192
3193                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
3194                         goto err;
3195
3196                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
3197                 if (!rescuer)
3198                         goto err;
3199
3200                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, wq, "%s",
3201                                                wq->name);
3202                 if (IS_ERR(rescuer->task))
3203                         goto err;
3204
3205                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
3206                 wake_up_process(rescuer->task);
3207         }
3208
3209         /*
3210          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
3211          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
3212          * workqueue to workqueues list.
3213          */
3214         spin_lock(&workqueue_lock);
3215
3216         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3217                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
3218                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
3219
3220         list_add(&wq->list, &workqueues);
3221
3222         spin_unlock(&workqueue_lock);
3223
3224         return wq;
3225 err:
3226         if (wq) {
3227                 free_cwqs(wq);
3228                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3229                 kfree(wq->rescuer);
3230                 kfree(wq);
3231         }
3232         return NULL;
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
3235
3236 /**
3237  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
3238  * @wq: target workqueue
3239  *
3240  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
3241  */
3242 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
3243 {
3244         unsigned int cpu;
3245
3246         /* drain it before proceeding with destruction */
3247         drain_workqueue(wq);
3248
3249         /*
3250          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
3251          * flushing is complete in case freeze races us.
3252          */
3253         spin_lock(&workqueue_lock);
3254         list_del(&wq->list);
3255         spin_unlock(&workqueue_lock);
3256
3257         /* sanity check */
3258         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3259                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3260                 int i;
3261
3262                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
3263                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
3264                 BUG_ON(cwq->nr_active);
3265                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
3266         }
3267
3268         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
3269                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
3270                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
3271                 kfree(wq->rescuer);
3272         }
3273
3274         free_cwqs(wq);
3275         kfree(wq);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
3278
3279 /**
3280  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
3281  * @wq: target workqueue
3282  * @max_active: new max_active value.
3283  *
3284  * Set max_active of @wq to @max_active.
3285  *
3286  * CONTEXT:
3287  * Don't call from IRQ context.
3288  */
3289 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
3290 {
3291         unsigned int cpu;
3292
3293         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
3294
3295         spin_lock(&workqueue_lock);
3296
3297         wq->saved_max_active = max_active;
3298
3299         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
3300                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3301
3302                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3303
3304                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZABLE) ||
3305                     !(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING))
3306                         get_cwq(gcwq->cpu, wq)->max_active = max_active;
3307
3308                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3309         }
3310
3311         spin_unlock(&workqueue_lock);
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
3314
3315 /**
3316  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
3317  * @cpu: CPU in question
3318  * @wq: target workqueue
3319  *
3320  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
3321  * no synchronization around this function and the test result is
3322  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3323  *
3324  * RETURNS:
3325  * %true if congested, %false otherwise.
3326  */
3327 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
3328 {
3329         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3330
3331         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
3332 }
3333 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
3334
3335 /**
3336  * work_cpu - return the last known associated cpu for @work
3337  * @work: the work of interest
3338  *
3339  * RETURNS:
3340  * CPU number if @work was ever queued.  WORK_CPU_NONE otherwise.
3341  */
3342 unsigned int work_cpu(struct work_struct *work)
3343 {
3344         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3345
3346         return gcwq ? gcwq->cpu : WORK_CPU_NONE;
3347 }
3348 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_cpu);
3349
3350 /**
3351  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
3352  * @work: the work to be tested
3353  *
3354  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
3355  * synchronization around this function and the test result is
3356  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
3357  * Especially for reentrant wqs, the pending state might hide the
3358  * running state.
3359  *
3360  * RETURNS:
3361  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
3362  */
3363 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
3364 {
3365         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
3366         unsigned long flags;
3367         unsigned int ret = 0;
3368
3369         if (!gcwq)
3370                 return false;
3371
3372         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
3373
3374         if (work_pending(work))
3375                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
3376         if (find_worker_executing_work(gcwq, work))
3377                 ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
3378
3379         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
3380
3381         return ret;
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
3384
3385 /*
3386  * CPU hotplug.
3387  *
3388  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
3389  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
3390  * gcwq which make migrating pending and scheduled works very
3391  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
3392  * gcwqs serve mix of short, long and very long running works making
3393  * blocked draining impractical.
3394  *
3395  * This is solved by allowing a gcwq to be disassociated from the CPU
3396  * running as an unbound one and allowing it to be reattached later if the
3397  * cpu comes back online.
3398  */
3399
3400 /* claim manager positions of all pools */
3401 static void gcwq_claim_management_and_lock(struct global_cwq *gcwq)
3402 {
3403         struct worker_pool *pool;
3404
3405         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3406                 mutex_lock_nested(&pool->manager_mutex, pool - gcwq->pools);
3407         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3408 }
3409
3410 /* release manager positions */
3411 static void gcwq_release_management_and_unlock(struct global_cwq *gcwq)
3412 {
3413         struct worker_pool *pool;
3414
3415         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3416         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3417                 mutex_unlock(&pool->manager_mutex);
3418 }
3419
3420 static void gcwq_unbind_fn(struct work_struct *work)
3421 {
3422         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(smp_processor_id());
3423         struct worker_pool *pool;
3424         struct worker *worker;
3425         struct hlist_node *pos;
3426         int i;
3427
3428         BUG_ON(gcwq->cpu != smp_processor_id());
3429
3430         gcwq_claim_management_and_lock(gcwq);
3431
3432         /*
3433          * We've claimed all manager positions.  Make all workers unbound
3434          * and set DISASSOCIATED.  Before this, all workers except for the
3435          * ones which are still executing works from before the last CPU
3436          * down must be on the cpu.  After this, they may become diasporas.
3437          */
3438         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3439                 list_for_each_entry(worker, &pool->idle_list, entry)
3440                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3441
3442         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)
3443                 worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
3444
3445         gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3446
3447         gcwq_release_management_and_unlock(gcwq);
3448
3449         /*
3450          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can guarantee
3451          * sched callbacks see the %WORKER_UNBOUND flag.  This is necessary
3452          * as scheduler callbacks may be invoked from other cpus.
3453          */
3454         schedule();
3455
3456         /*
3457          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After this,
3458          * nr_running stays zero and need_more_worker() and keep_working()
3459          * are always true as long as the worklist is not empty.  @gcwq now
3460          * behaves as unbound (in terms of concurrency management) gcwq
3461          * which is served by workers tied to the CPU.
3462          *
3463          * On return from this function, the current worker would trigger
3464          * unbound chain execution of pending work items if other workers
3465          * didn't already.
3466          */
3467         for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3468                 atomic_set(get_pool_nr_running(pool), 0);
3469 }
3470
3471 /*
3472  * Workqueues should be brought up before normal priority CPU notifiers.
3473  * This will be registered high priority CPU notifier.
3474  */
3475 static int __devinit workqueue_cpu_up_callback(struct notifier_block *nfb,
3476                                                unsigned long action,
3477                                                void *hcpu)
3478 {
3479         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3480         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3481         struct worker_pool *pool;
3482
3483         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3484         case CPU_UP_PREPARE:
3485                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3486                         struct worker *worker;
3487
3488                         if (pool->nr_workers)
3489                                 continue;
3490
3491                         worker = create_worker(pool);
3492                         if (!worker)
3493                                 return NOTIFY_BAD;
3494
3495                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3496                         start_worker(worker);
3497                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3498                 }
3499                 break;
3500
3501         case CPU_DOWN_FAILED:
3502         case CPU_ONLINE:
3503                 gcwq_claim_management_and_lock(gcwq);
3504                 gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3505                 rebind_workers(gcwq);
3506                 gcwq_release_management_and_unlock(gcwq);
3507                 break;
3508         }
3509         return NOTIFY_OK;
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Workqueues should be brought down after normal priority CPU notifiers.
3514  * This will be registered as low priority CPU notifier.
3515  */
3516 static int __devinit workqueue_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
3517                                                  unsigned long action,
3518                                                  void *hcpu)
3519 {
3520         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3521         struct work_struct unbind_work;
3522
3523         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
3524         case CPU_DOWN_PREPARE:
3525                 /* unbinding should happen on the local CPU */
3526                 INIT_WORK_ONSTACK(&unbind_work, gcwq_unbind_fn);
3527                 schedule_work_on(cpu, &unbind_work);
3528                 flush_work(&unbind_work);
3529                 break;
3530         }
3531         return NOTIFY_OK;
3532 }
3533
3534 #ifdef CONFIG_SMP
3535
3536 struct work_for_cpu {
3537         struct completion completion;
3538         long (*fn)(void *);
3539         void *arg;
3540         long ret;
3541 };
3542
3543 static int do_work_for_cpu(void *_wfc)
3544 {
3545         struct work_for_cpu *wfc = _wfc;
3546         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3547         complete(&wfc->completion);
3548         return 0;
3549 }
3550
3551 /**
3552  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3553  * @cpu: the cpu to run on
3554  * @fn: the function to run
3555  * @arg: the function arg
3556  *
3557  * This will return the value @fn returns.
3558  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3559  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3560  */
3561 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3562 {
3563         struct task_struct *sub_thread;
3564         struct work_for_cpu wfc = {
3565                 .completion = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(wfc.completion),
3566                 .fn = fn,
3567                 .arg = arg,
3568         };
3569
3570         sub_thread = kthread_create(do_work_for_cpu, &wfc, "work_for_cpu");
3571         if (IS_ERR(sub_thread))
3572                 return PTR_ERR(sub_thread);
3573         kthread_bind(sub_thread, cpu);
3574         wake_up_process(sub_thread);
3575         wait_for_completion(&wfc.completion);
3576         return wfc.ret;
3577 }
3578 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3579 #endif /* CONFIG_SMP */
3580
3581 #ifdef CONFIG_FREEZER
3582
3583 /**
3584  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3585  *
3586  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all freezable
3587  * workqueues will queue new works to their frozen_works list instead of
3588  * gcwq->worklist.
3589  *
3590  * CONTEXT:
3591  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3592  */
3593 void freeze_workqueues_begin(void)
3594 {
3595         unsigned int cpu;
3596
3597         spin_lock(&workqueue_lock);
3598
3599         BUG_ON(workqueue_freezing);
3600         workqueue_freezing = true;
3601
3602         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3603                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3604                 struct workqueue_struct *wq;
3605
3606                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3607
3608                 BUG_ON(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING);
3609                 gcwq->flags |= GCWQ_FREEZING;
3610
3611                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3612                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3613
3614                         if (cwq && wq->flags & WQ_FREEZABLE)
3615                                 cwq->max_active = 0;
3616                 }
3617
3618                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3619         }
3620
3621         spin_unlock(&workqueue_lock);
3622 }
3623
3624 /**
3625  * freeze_workqueues_busy - are freezable workqueues still busy?
3626  *
3627  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3628  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3629  *
3630  * CONTEXT:
3631  * Grabs and releases workqueue_lock.
3632  *
3633  * RETURNS:
3634  * %true if some freezable workqueues are still busy.  %false if freezing
3635  * is complete.
3636  */
3637 bool freeze_workqueues_busy(void)
3638 {
3639         unsigned int cpu;
3640         bool busy = false;
3641
3642         spin_lock(&workqueue_lock);
3643
3644         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3645
3646         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3647                 struct workqueue_struct *wq;
3648                 /*
3649                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3650                  * to peek without lock.
3651                  */
3652                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3653                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3654
3655                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3656                                 continue;
3657
3658                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3659                         if (cwq->nr_active) {
3660                                 busy = true;
3661                                 goto out_unlock;
3662                         }
3663                 }
3664         }
3665 out_unlock:
3666         spin_unlock(&workqueue_lock);
3667         return busy;
3668 }
3669
3670 /**
3671  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3672  *
3673  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3674  * frozen works are transferred to their respective gcwq worklists.
3675  *
3676  * CONTEXT:
3677  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3678  */
3679 void thaw_workqueues(void)
3680 {
3681         unsigned int cpu;
3682
3683         spin_lock(&workqueue_lock);
3684
3685         if (!workqueue_freezing)
3686                 goto out_unlock;
3687
3688         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3689                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3690                 struct worker_pool *pool;
3691                 struct workqueue_struct *wq;
3692
3693                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3694
3695                 BUG_ON(!(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING));
3696                 gcwq->flags &= ~GCWQ_FREEZING;
3697
3698                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3699                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3700
3701                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZABLE))
3702                                 continue;
3703
3704                         /* restore max_active and repopulate worklist */
3705                         cwq->max_active = wq->saved_max_active;
3706
3707                         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3708                                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3709                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3710                 }
3711
3712                 for_each_worker_pool(pool, gcwq)
3713                         wake_up_worker(pool);
3714
3715                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3716         }
3717
3718         workqueue_freezing = false;
3719 out_unlock:
3720         spin_unlock(&workqueue_lock);
3721 }
3722 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3723
3724 static int __init init_workqueues(void)
3725 {
3726         unsigned int cpu;
3727         int i;
3728
3729         cpu_notifier(workqueue_cpu_up_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_UP);
3730         cpu_notifier(workqueue_cpu_down_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE_DOWN);
3731
3732         /* initialize gcwqs */
3733         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3734                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3735                 struct worker_pool *pool;
3736
3737                 spin_lock_init(&gcwq->lock);
3738                 gcwq->cpu = cpu;
3739                 gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3740
3741                 for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)
3742                         INIT_HLIST_HEAD(&gcwq->busy_hash[i]);
3743
3744                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3745                         pool->gcwq = gcwq;
3746                         INIT_LIST_HEAD(&pool->worklist);
3747                         INIT_LIST_HEAD(&pool->idle_list);
3748
3749                         init_timer_deferrable(&pool->idle_timer);
3750                         pool->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3751                         pool->idle_timer.data = (unsigned long)pool;
3752
3753                         setup_timer(&pool->mayday_timer, gcwq_mayday_timeout,
3754                                     (unsigned long)pool);
3755
3756                         mutex_init(&pool->manager_mutex);
3757                         ida_init(&pool->worker_ida);
3758                 }
3759
3760                 init_waitqueue_head(&gcwq->rebind_hold);
3761         }
3762
3763         /* create the initial worker */
3764         for_each_online_gcwq_cpu(cpu) {
3765                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3766                 struct worker_pool *pool;
3767
3768                 if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
3769                         gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3770
3771                 for_each_worker_pool(pool, gcwq) {
3772                         struct worker *worker;
3773
3774                         worker = create_worker(pool);
3775                         BUG_ON(!worker);
3776                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3777                         start_worker(worker);
3778                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3779                 }
3780         }
3781
3782         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3783         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3784         system_nrt_wq = alloc_workqueue("events_nrt", WQ_NON_REENTRANT, 0);
3785         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3786                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3787         system_freezable_wq = alloc_workqueue("events_freezable",
3788                                               WQ_FREEZABLE, 0);
3789         system_nrt_freezable_wq = alloc_workqueue("events_nrt_freezable",
3790                         WQ_NON_REENTRANT | WQ_FREEZABLE, 0);
3791         BUG_ON(!system_wq || !system_long_wq || !system_nrt_wq ||
3792                !system_unbound_wq || !system_freezable_wq ||
3793                 !system_nrt_freezable_wq);
3794         return 0;
3795 }
3796 early_initcall(init_workqueues);