]> bbs.cooldavid.org Git - net-next-2.6.git/blob - kernel/workqueue.c
workqueue: Add basic tracepoints to track workqueue execution
[net-next-2.6.git] / kernel / workqueue.c
1 /*
2  * linux/kernel/workqueue.c
3  *
4  * Generic mechanism for defining kernel helper threads for running
5  * arbitrary tasks in process context.
6  *
7  * Started by Ingo Molnar, Copyright (C) 2002
8  *
9  * Derived from the taskqueue/keventd code by:
10  *
11  *   David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
12  *   Andrew Morton
13  *   Kai Petzke <wpp@marie.physik.tu-berlin.de>
14  *   Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>
15  *
16  * Made to use alloc_percpu by Christoph Lameter.
17  */
18
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/signal.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/workqueue.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/cpu.h>
28 #include <linux/notifier.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/hardirq.h>
31 #include <linux/mempolicy.h>
32 #include <linux/freezer.h>
33 #include <linux/kallsyms.h>
34 #include <linux/debug_locks.h>
35 #include <linux/lockdep.h>
36 #include <linux/idr.h>
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <trace/events/workqueue.h>
40
41 #include "workqueue_sched.h"
42
43 enum {
44         /* global_cwq flags */
45         GCWQ_MANAGE_WORKERS     = 1 << 0,       /* need to manage workers */
46         GCWQ_MANAGING_WORKERS   = 1 << 1,       /* managing workers */
47         GCWQ_DISASSOCIATED      = 1 << 2,       /* cpu can't serve workers */
48         GCWQ_FREEZING           = 1 << 3,       /* freeze in progress */
49         GCWQ_HIGHPRI_PENDING    = 1 << 4,       /* highpri works on queue */
50
51         /* worker flags */
52         WORKER_STARTED          = 1 << 0,       /* started */
53         WORKER_DIE              = 1 << 1,       /* die die die */
54         WORKER_IDLE             = 1 << 2,       /* is idle */
55         WORKER_PREP             = 1 << 3,       /* preparing to run works */
56         WORKER_ROGUE            = 1 << 4,       /* not bound to any cpu */
57         WORKER_REBIND           = 1 << 5,       /* mom is home, come back */
58         WORKER_CPU_INTENSIVE    = 1 << 6,       /* cpu intensive */
59         WORKER_UNBOUND          = 1 << 7,       /* worker is unbound */
60
61         WORKER_NOT_RUNNING      = WORKER_PREP | WORKER_ROGUE | WORKER_REBIND |
62                                   WORKER_CPU_INTENSIVE | WORKER_UNBOUND,
63
64         /* gcwq->trustee_state */
65         TRUSTEE_START           = 0,            /* start */
66         TRUSTEE_IN_CHARGE       = 1,            /* trustee in charge of gcwq */
67         TRUSTEE_BUTCHER         = 2,            /* butcher workers */
68         TRUSTEE_RELEASE         = 3,            /* release workers */
69         TRUSTEE_DONE            = 4,            /* trustee is done */
70
71         BUSY_WORKER_HASH_ORDER  = 6,            /* 64 pointers */
72         BUSY_WORKER_HASH_SIZE   = 1 << BUSY_WORKER_HASH_ORDER,
73         BUSY_WORKER_HASH_MASK   = BUSY_WORKER_HASH_SIZE - 1,
74
75         MAX_IDLE_WORKERS_RATIO  = 4,            /* 1/4 of busy can be idle */
76         IDLE_WORKER_TIMEOUT     = 300 * HZ,     /* keep idle ones for 5 mins */
77
78         MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT  = HZ / 100,     /* call for help after 10ms */
79         MAYDAY_INTERVAL         = HZ / 10,      /* and then every 100ms */
80         CREATE_COOLDOWN         = HZ,           /* time to breath after fail */
81         TRUSTEE_COOLDOWN        = HZ / 10,      /* for trustee draining */
82
83         /*
84          * Rescue workers are used only on emergencies and shared by
85          * all cpus.  Give -20.
86          */
87         RESCUER_NICE_LEVEL      = -20,
88 };
89
90 /*
91  * Structure fields follow one of the following exclusion rules.
92  *
93  * I: Set during initialization and read-only afterwards.
94  *
95  * P: Preemption protected.  Disabling preemption is enough and should
96  *    only be modified and accessed from the local cpu.
97  *
98  * L: gcwq->lock protected.  Access with gcwq->lock held.
99  *
100  * X: During normal operation, modification requires gcwq->lock and
101  *    should be done only from local cpu.  Either disabling preemption
102  *    on local cpu or grabbing gcwq->lock is enough for read access.
103  *    If GCWQ_DISASSOCIATED is set, it's identical to L.
104  *
105  * F: wq->flush_mutex protected.
106  *
107  * W: workqueue_lock protected.
108  */
109
110 struct global_cwq;
111
112 /*
113  * The poor guys doing the actual heavy lifting.  All on-duty workers
114  * are either serving the manager role, on idle list or on busy hash.
115  */
116 struct worker {
117         /* on idle list while idle, on busy hash table while busy */
118         union {
119                 struct list_head        entry;  /* L: while idle */
120                 struct hlist_node       hentry; /* L: while busy */
121         };
122
123         struct work_struct      *current_work;  /* L: work being processed */
124         struct cpu_workqueue_struct *current_cwq; /* L: current_work's cwq */
125         struct list_head        scheduled;      /* L: scheduled works */
126         struct task_struct      *task;          /* I: worker task */
127         struct global_cwq       *gcwq;          /* I: the associated gcwq */
128         /* 64 bytes boundary on 64bit, 32 on 32bit */
129         unsigned long           last_active;    /* L: last active timestamp */
130         unsigned int            flags;          /* X: flags */
131         int                     id;             /* I: worker id */
132         struct work_struct      rebind_work;    /* L: rebind worker to cpu */
133 };
134
135 /*
136  * Global per-cpu workqueue.  There's one and only one for each cpu
137  * and all works are queued and processed here regardless of their
138  * target workqueues.
139  */
140 struct global_cwq {
141         spinlock_t              lock;           /* the gcwq lock */
142         struct list_head        worklist;       /* L: list of pending works */
143         unsigned int            cpu;            /* I: the associated cpu */
144         unsigned int            flags;          /* L: GCWQ_* flags */
145
146         int                     nr_workers;     /* L: total number of workers */
147         int                     nr_idle;        /* L: currently idle ones */
148
149         /* workers are chained either in the idle_list or busy_hash */
150         struct list_head        idle_list;      /* X: list of idle workers */
151         struct hlist_head       busy_hash[BUSY_WORKER_HASH_SIZE];
152                                                 /* L: hash of busy workers */
153
154         struct timer_list       idle_timer;     /* L: worker idle timeout */
155         struct timer_list       mayday_timer;   /* L: SOS timer for dworkers */
156
157         struct ida              worker_ida;     /* L: for worker IDs */
158
159         struct task_struct      *trustee;       /* L: for gcwq shutdown */
160         unsigned int            trustee_state;  /* L: trustee state */
161         wait_queue_head_t       trustee_wait;   /* trustee wait */
162         struct worker           *first_idle;    /* L: first idle worker */
163 } ____cacheline_aligned_in_smp;
164
165 /*
166  * The per-CPU workqueue.  The lower WORK_STRUCT_FLAG_BITS of
167  * work_struct->data are used for flags and thus cwqs need to be
168  * aligned at two's power of the number of flag bits.
169  */
170 struct cpu_workqueue_struct {
171         struct global_cwq       *gcwq;          /* I: the associated gcwq */
172         struct workqueue_struct *wq;            /* I: the owning workqueue */
173         int                     work_color;     /* L: current color */
174         int                     flush_color;    /* L: flushing color */
175         int                     nr_in_flight[WORK_NR_COLORS];
176                                                 /* L: nr of in_flight works */
177         int                     nr_active;      /* L: nr of active works */
178         int                     max_active;     /* L: max active works */
179         struct list_head        delayed_works;  /* L: delayed works */
180 };
181
182 /*
183  * Structure used to wait for workqueue flush.
184  */
185 struct wq_flusher {
186         struct list_head        list;           /* F: list of flushers */
187         int                     flush_color;    /* F: flush color waiting for */
188         struct completion       done;           /* flush completion */
189 };
190
191 /*
192  * All cpumasks are assumed to be always set on UP and thus can't be
193  * used to determine whether there's something to be done.
194  */
195 #ifdef CONFIG_SMP
196 typedef cpumask_var_t mayday_mask_t;
197 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      \
198         cpumask_test_and_set_cpu((cpu), (mask))
199 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             cpumask_clear_cpu((cpu), (mask))
200 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          for_each_cpu((cpu), (mask))
201 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           alloc_cpumask_var((maskp), (gfp))
202 #define free_mayday_mask(mask)                  free_cpumask_var((mask))
203 #else
204 typedef unsigned long mayday_mask_t;
205 #define mayday_test_and_set_cpu(cpu, mask)      test_and_set_bit(0, &(mask))
206 #define mayday_clear_cpu(cpu, mask)             clear_bit(0, &(mask))
207 #define for_each_mayday_cpu(cpu, mask)          if ((cpu) = 0, (mask))
208 #define alloc_mayday_mask(maskp, gfp)           true
209 #define free_mayday_mask(mask)                  do { } while (0)
210 #endif
211
212 /*
213  * The externally visible workqueue abstraction is an array of
214  * per-CPU workqueues:
215  */
216 struct workqueue_struct {
217         unsigned int            flags;          /* I: WQ_* flags */
218         union {
219                 struct cpu_workqueue_struct __percpu    *pcpu;
220                 struct cpu_workqueue_struct             *single;
221                 unsigned long                           v;
222         } cpu_wq;                               /* I: cwq's */
223         struct list_head        list;           /* W: list of all workqueues */
224
225         struct mutex            flush_mutex;    /* protects wq flushing */
226         int                     work_color;     /* F: current work color */
227         int                     flush_color;    /* F: current flush color */
228         atomic_t                nr_cwqs_to_flush; /* flush in progress */
229         struct wq_flusher       *first_flusher; /* F: first flusher */
230         struct list_head        flusher_queue;  /* F: flush waiters */
231         struct list_head        flusher_overflow; /* F: flush overflow list */
232
233         mayday_mask_t           mayday_mask;    /* cpus requesting rescue */
234         struct worker           *rescuer;       /* I: rescue worker */
235
236         int                     saved_max_active; /* W: saved cwq max_active */
237         const char              *name;          /* I: workqueue name */
238 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
239         struct lockdep_map      lockdep_map;
240 #endif
241 };
242
243 struct workqueue_struct *system_wq __read_mostly;
244 struct workqueue_struct *system_long_wq __read_mostly;
245 struct workqueue_struct *system_nrt_wq __read_mostly;
246 struct workqueue_struct *system_unbound_wq __read_mostly;
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_wq);
248 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_long_wq);
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_nrt_wq);
250 EXPORT_SYMBOL_GPL(system_unbound_wq);
251
252 #define for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)                      \
253         for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)                     \
254                 hlist_for_each_entry(worker, pos, &gcwq->busy_hash[i], hentry)
255
256 static inline int __next_gcwq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
257                                   unsigned int sw)
258 {
259         if (cpu < nr_cpu_ids) {
260                 if (sw & 1) {
261                         cpu = cpumask_next(cpu, mask);
262                         if (cpu < nr_cpu_ids)
263                                 return cpu;
264                 }
265                 if (sw & 2)
266                         return WORK_CPU_UNBOUND;
267         }
268         return WORK_CPU_NONE;
269 }
270
271 static inline int __next_wq_cpu(int cpu, const struct cpumask *mask,
272                                 struct workqueue_struct *wq)
273 {
274         return __next_gcwq_cpu(cpu, mask, !(wq->flags & WQ_UNBOUND) ? 1 : 2);
275 }
276
277 /*
278  * CPU iterators
279  *
280  * An extra gcwq is defined for an invalid cpu number
281  * (WORK_CPU_UNBOUND) to host workqueues which are not bound to any
282  * specific CPU.  The following iterators are similar to
283  * for_each_*_cpu() iterators but also considers the unbound gcwq.
284  *
285  * for_each_gcwq_cpu()          : possible CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
286  * for_each_online_gcwq_cpu()   : online CPUs + WORK_CPU_UNBOUND
287  * for_each_cwq_cpu()           : possible CPUs for bound workqueues,
288  *                                WORK_CPU_UNBOUND for unbound workqueues
289  */
290 #define for_each_gcwq_cpu(cpu)                                          \
291         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_possible_mask, 3);         \
292              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
293              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, 3))
294
295 #define for_each_online_gcwq_cpu(cpu)                                   \
296         for ((cpu) = __next_gcwq_cpu(-1, cpu_online_mask, 3);           \
297              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
298              (cpu) = __next_gcwq_cpu((cpu), cpu_online_mask, 3))
299
300 #define for_each_cwq_cpu(cpu, wq)                                       \
301         for ((cpu) = __next_wq_cpu(-1, cpu_possible_mask, (wq));        \
302              (cpu) < WORK_CPU_NONE;                                     \
303              (cpu) = __next_wq_cpu((cpu), cpu_possible_mask, (wq)))
304
305 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
306 /**
307  * in_workqueue_context() - in context of specified workqueue?
308  * @wq: the workqueue of interest
309  *
310  * Checks lockdep state to see if the current task is executing from
311  * within a workqueue item.  This function exists only if lockdep is
312  * enabled.
313  */
314 int in_workqueue_context(struct workqueue_struct *wq)
315 {
316         return lock_is_held(&wq->lockdep_map);
317 }
318 #endif
319
320 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_WORK
321
322 static struct debug_obj_descr work_debug_descr;
323
324 /*
325  * fixup_init is called when:
326  * - an active object is initialized
327  */
328 static int work_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
329 {
330         struct work_struct *work = addr;
331
332         switch (state) {
333         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
334                 cancel_work_sync(work);
335                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
336                 return 1;
337         default:
338                 return 0;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * fixup_activate is called when:
344  * - an active object is activated
345  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
346  */
347 static int work_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
348 {
349         struct work_struct *work = addr;
350
351         switch (state) {
352
353         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
354                 /*
355                  * This is not really a fixup. The work struct was
356                  * statically initialized. We just make sure that it
357                  * is tracked in the object tracker.
358                  */
359                 if (test_bit(WORK_STRUCT_STATIC_BIT, work_data_bits(work))) {
360                         debug_object_init(work, &work_debug_descr);
361                         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
362                         return 0;
363                 }
364                 WARN_ON_ONCE(1);
365                 return 0;
366
367         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
368                 WARN_ON(1);
369
370         default:
371                 return 0;
372         }
373 }
374
375 /*
376  * fixup_free is called when:
377  * - an active object is freed
378  */
379 static int work_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
380 {
381         struct work_struct *work = addr;
382
383         switch (state) {
384         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
385                 cancel_work_sync(work);
386                 debug_object_free(work, &work_debug_descr);
387                 return 1;
388         default:
389                 return 0;
390         }
391 }
392
393 static struct debug_obj_descr work_debug_descr = {
394         .name           = "work_struct",
395         .fixup_init     = work_fixup_init,
396         .fixup_activate = work_fixup_activate,
397         .fixup_free     = work_fixup_free,
398 };
399
400 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work)
401 {
402         debug_object_activate(work, &work_debug_descr);
403 }
404
405 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work)
406 {
407         debug_object_deactivate(work, &work_debug_descr);
408 }
409
410 void __init_work(struct work_struct *work, int onstack)
411 {
412         if (onstack)
413                 debug_object_init_on_stack(work, &work_debug_descr);
414         else
415                 debug_object_init(work, &work_debug_descr);
416 }
417 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_work);
418
419 void destroy_work_on_stack(struct work_struct *work)
420 {
421         debug_object_free(work, &work_debug_descr);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_work_on_stack);
424
425 #else
426 static inline void debug_work_activate(struct work_struct *work) { }
427 static inline void debug_work_deactivate(struct work_struct *work) { }
428 #endif
429
430 /* Serializes the accesses to the list of workqueues. */
431 static DEFINE_SPINLOCK(workqueue_lock);
432 static LIST_HEAD(workqueues);
433 static bool workqueue_freezing;         /* W: have wqs started freezing? */
434
435 /*
436  * The almighty global cpu workqueues.  nr_running is the only field
437  * which is expected to be used frequently by other cpus via
438  * try_to_wake_up().  Put it in a separate cacheline.
439  */
440 static DEFINE_PER_CPU(struct global_cwq, global_cwq);
441 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(atomic_t, gcwq_nr_running);
442
443 /*
444  * Global cpu workqueue and nr_running counter for unbound gcwq.  The
445  * gcwq is always online, has GCWQ_DISASSOCIATED set, and all its
446  * workers have WORKER_UNBOUND set.
447  */
448 static struct global_cwq unbound_global_cwq;
449 static atomic_t unbound_gcwq_nr_running = ATOMIC_INIT(0);       /* always 0 */
450
451 static int worker_thread(void *__worker);
452
453 static struct global_cwq *get_gcwq(unsigned int cpu)
454 {
455         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
456                 return &per_cpu(global_cwq, cpu);
457         else
458                 return &unbound_global_cwq;
459 }
460
461 static atomic_t *get_gcwq_nr_running(unsigned int cpu)
462 {
463         if (cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
464                 return &per_cpu(gcwq_nr_running, cpu);
465         else
466                 return &unbound_gcwq_nr_running;
467 }
468
469 static struct cpu_workqueue_struct *get_cwq(unsigned int cpu,
470                                             struct workqueue_struct *wq)
471 {
472         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
473                 if (likely(cpu < nr_cpu_ids)) {
474 #ifdef CONFIG_SMP
475                         return per_cpu_ptr(wq->cpu_wq.pcpu, cpu);
476 #else
477                         return wq->cpu_wq.single;
478 #endif
479                 }
480         } else if (likely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
481                 return wq->cpu_wq.single;
482         return NULL;
483 }
484
485 static unsigned int work_color_to_flags(int color)
486 {
487         return color << WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT;
488 }
489
490 static int get_work_color(struct work_struct *work)
491 {
492         return (*work_data_bits(work) >> WORK_STRUCT_COLOR_SHIFT) &
493                 ((1 << WORK_STRUCT_COLOR_BITS) - 1);
494 }
495
496 static int work_next_color(int color)
497 {
498         return (color + 1) % WORK_NR_COLORS;
499 }
500
501 /*
502  * A work's data points to the cwq with WORK_STRUCT_CWQ set while the
503  * work is on queue.  Once execution starts, WORK_STRUCT_CWQ is
504  * cleared and the work data contains the cpu number it was last on.
505  *
506  * set_work_{cwq|cpu}() and clear_work_data() can be used to set the
507  * cwq, cpu or clear work->data.  These functions should only be
508  * called while the work is owned - ie. while the PENDING bit is set.
509  *
510  * get_work_[g]cwq() can be used to obtain the gcwq or cwq
511  * corresponding to a work.  gcwq is available once the work has been
512  * queued anywhere after initialization.  cwq is available only from
513  * queueing until execution starts.
514  */
515 static inline void set_work_data(struct work_struct *work, unsigned long data,
516                                  unsigned long flags)
517 {
518         BUG_ON(!work_pending(work));
519         atomic_long_set(&work->data, data | flags | work_static(work));
520 }
521
522 static void set_work_cwq(struct work_struct *work,
523                          struct cpu_workqueue_struct *cwq,
524                          unsigned long extra_flags)
525 {
526         set_work_data(work, (unsigned long)cwq,
527                       WORK_STRUCT_PENDING | WORK_STRUCT_CWQ | extra_flags);
528 }
529
530 static void set_work_cpu(struct work_struct *work, unsigned int cpu)
531 {
532         set_work_data(work, cpu << WORK_STRUCT_FLAG_BITS, WORK_STRUCT_PENDING);
533 }
534
535 static void clear_work_data(struct work_struct *work)
536 {
537         set_work_data(work, WORK_STRUCT_NO_CPU, 0);
538 }
539
540 static struct cpu_workqueue_struct *get_work_cwq(struct work_struct *work)
541 {
542         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
543
544         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
545                 return (void *)(data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK);
546         else
547                 return NULL;
548 }
549
550 static struct global_cwq *get_work_gcwq(struct work_struct *work)
551 {
552         unsigned long data = atomic_long_read(&work->data);
553         unsigned int cpu;
554
555         if (data & WORK_STRUCT_CWQ)
556                 return ((struct cpu_workqueue_struct *)
557                         (data & WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK))->gcwq;
558
559         cpu = data >> WORK_STRUCT_FLAG_BITS;
560         if (cpu == WORK_CPU_NONE)
561                 return NULL;
562
563         BUG_ON(cpu >= nr_cpu_ids && cpu != WORK_CPU_UNBOUND);
564         return get_gcwq(cpu);
565 }
566
567 /*
568  * Policy functions.  These define the policies on how the global
569  * worker pool is managed.  Unless noted otherwise, these functions
570  * assume that they're being called with gcwq->lock held.
571  */
572
573 static bool __need_more_worker(struct global_cwq *gcwq)
574 {
575         return !atomic_read(get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu)) ||
576                 gcwq->flags & GCWQ_HIGHPRI_PENDING;
577 }
578
579 /*
580  * Need to wake up a worker?  Called from anything but currently
581  * running workers.
582  */
583 static bool need_more_worker(struct global_cwq *gcwq)
584 {
585         return !list_empty(&gcwq->worklist) && __need_more_worker(gcwq);
586 }
587
588 /* Can I start working?  Called from busy but !running workers. */
589 static bool may_start_working(struct global_cwq *gcwq)
590 {
591         return gcwq->nr_idle;
592 }
593
594 /* Do I need to keep working?  Called from currently running workers. */
595 static bool keep_working(struct global_cwq *gcwq)
596 {
597         atomic_t *nr_running = get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu);
598
599         return !list_empty(&gcwq->worklist) && atomic_read(nr_running) <= 1;
600 }
601
602 /* Do we need a new worker?  Called from manager. */
603 static bool need_to_create_worker(struct global_cwq *gcwq)
604 {
605         return need_more_worker(gcwq) && !may_start_working(gcwq);
606 }
607
608 /* Do I need to be the manager? */
609 static bool need_to_manage_workers(struct global_cwq *gcwq)
610 {
611         return need_to_create_worker(gcwq) || gcwq->flags & GCWQ_MANAGE_WORKERS;
612 }
613
614 /* Do we have too many workers and should some go away? */
615 static bool too_many_workers(struct global_cwq *gcwq)
616 {
617         bool managing = gcwq->flags & GCWQ_MANAGING_WORKERS;
618         int nr_idle = gcwq->nr_idle + managing; /* manager is considered idle */
619         int nr_busy = gcwq->nr_workers - nr_idle;
620
621         return nr_idle > 2 && (nr_idle - 2) * MAX_IDLE_WORKERS_RATIO >= nr_busy;
622 }
623
624 /*
625  * Wake up functions.
626  */
627
628 /* Return the first worker.  Safe with preemption disabled */
629 static struct worker *first_worker(struct global_cwq *gcwq)
630 {
631         if (unlikely(list_empty(&gcwq->idle_list)))
632                 return NULL;
633
634         return list_first_entry(&gcwq->idle_list, struct worker, entry);
635 }
636
637 /**
638  * wake_up_worker - wake up an idle worker
639  * @gcwq: gcwq to wake worker for
640  *
641  * Wake up the first idle worker of @gcwq.
642  *
643  * CONTEXT:
644  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
645  */
646 static void wake_up_worker(struct global_cwq *gcwq)
647 {
648         struct worker *worker = first_worker(gcwq);
649
650         if (likely(worker))
651                 wake_up_process(worker->task);
652 }
653
654 /**
655  * wq_worker_waking_up - a worker is waking up
656  * @task: task waking up
657  * @cpu: CPU @task is waking up to
658  *
659  * This function is called during try_to_wake_up() when a worker is
660  * being awoken.
661  *
662  * CONTEXT:
663  * spin_lock_irq(rq->lock)
664  */
665 void wq_worker_waking_up(struct task_struct *task, unsigned int cpu)
666 {
667         struct worker *worker = kthread_data(task);
668
669         if (likely(!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)))
670                 atomic_inc(get_gcwq_nr_running(cpu));
671 }
672
673 /**
674  * wq_worker_sleeping - a worker is going to sleep
675  * @task: task going to sleep
676  * @cpu: CPU in question, must be the current CPU number
677  *
678  * This function is called during schedule() when a busy worker is
679  * going to sleep.  Worker on the same cpu can be woken up by
680  * returning pointer to its task.
681  *
682  * CONTEXT:
683  * spin_lock_irq(rq->lock)
684  *
685  * RETURNS:
686  * Worker task on @cpu to wake up, %NULL if none.
687  */
688 struct task_struct *wq_worker_sleeping(struct task_struct *task,
689                                        unsigned int cpu)
690 {
691         struct worker *worker = kthread_data(task), *to_wakeup = NULL;
692         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
693         atomic_t *nr_running = get_gcwq_nr_running(cpu);
694
695         if (unlikely(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
696                 return NULL;
697
698         /* this can only happen on the local cpu */
699         BUG_ON(cpu != raw_smp_processor_id());
700
701         /*
702          * The counterpart of the following dec_and_test, implied mb,
703          * worklist not empty test sequence is in insert_work().
704          * Please read comment there.
705          *
706          * NOT_RUNNING is clear.  This means that trustee is not in
707          * charge and we're running on the local cpu w/ rq lock held
708          * and preemption disabled, which in turn means that none else
709          * could be manipulating idle_list, so dereferencing idle_list
710          * without gcwq lock is safe.
711          */
712         if (atomic_dec_and_test(nr_running) && !list_empty(&gcwq->worklist))
713                 to_wakeup = first_worker(gcwq);
714         return to_wakeup ? to_wakeup->task : NULL;
715 }
716
717 /**
718  * worker_set_flags - set worker flags and adjust nr_running accordingly
719  * @worker: self
720  * @flags: flags to set
721  * @wakeup: wakeup an idle worker if necessary
722  *
723  * Set @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.  If
724  * nr_running becomes zero and @wakeup is %true, an idle worker is
725  * woken up.
726  *
727  * CONTEXT:
728  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
729  */
730 static inline void worker_set_flags(struct worker *worker, unsigned int flags,
731                                     bool wakeup)
732 {
733         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
734
735         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
736
737         /*
738          * If transitioning into NOT_RUNNING, adjust nr_running and
739          * wake up an idle worker as necessary if requested by
740          * @wakeup.
741          */
742         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) &&
743             !(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING)) {
744                 atomic_t *nr_running = get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu);
745
746                 if (wakeup) {
747                         if (atomic_dec_and_test(nr_running) &&
748                             !list_empty(&gcwq->worklist))
749                                 wake_up_worker(gcwq);
750                 } else
751                         atomic_dec(nr_running);
752         }
753
754         worker->flags |= flags;
755 }
756
757 /**
758  * worker_clr_flags - clear worker flags and adjust nr_running accordingly
759  * @worker: self
760  * @flags: flags to clear
761  *
762  * Clear @flags in @worker->flags and adjust nr_running accordingly.
763  *
764  * CONTEXT:
765  * spin_lock_irq(gcwq->lock)
766  */
767 static inline void worker_clr_flags(struct worker *worker, unsigned int flags)
768 {
769         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
770         unsigned int oflags = worker->flags;
771
772         WARN_ON_ONCE(worker->task != current);
773
774         worker->flags &= ~flags;
775
776         /* if transitioning out of NOT_RUNNING, increment nr_running */
777         if ((flags & WORKER_NOT_RUNNING) && (oflags & WORKER_NOT_RUNNING))
778                 if (!(worker->flags & WORKER_NOT_RUNNING))
779                         atomic_inc(get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu));
780 }
781
782 /**
783  * busy_worker_head - return the busy hash head for a work
784  * @gcwq: gcwq of interest
785  * @work: work to be hashed
786  *
787  * Return hash head of @gcwq for @work.
788  *
789  * CONTEXT:
790  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
791  *
792  * RETURNS:
793  * Pointer to the hash head.
794  */
795 static struct hlist_head *busy_worker_head(struct global_cwq *gcwq,
796                                            struct work_struct *work)
797 {
798         const int base_shift = ilog2(sizeof(struct work_struct));
799         unsigned long v = (unsigned long)work;
800
801         /* simple shift and fold hash, do we need something better? */
802         v >>= base_shift;
803         v += v >> BUSY_WORKER_HASH_ORDER;
804         v &= BUSY_WORKER_HASH_MASK;
805
806         return &gcwq->busy_hash[v];
807 }
808
809 /**
810  * __find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
811  * @gcwq: gcwq of interest
812  * @bwh: hash head as returned by busy_worker_head()
813  * @work: work to find worker for
814  *
815  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  @bwh should be
816  * the hash head obtained by calling busy_worker_head() with the same
817  * work.
818  *
819  * CONTEXT:
820  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
821  *
822  * RETURNS:
823  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
824  * otherwise.
825  */
826 static struct worker *__find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
827                                                    struct hlist_head *bwh,
828                                                    struct work_struct *work)
829 {
830         struct worker *worker;
831         struct hlist_node *tmp;
832
833         hlist_for_each_entry(worker, tmp, bwh, hentry)
834                 if (worker->current_work == work)
835                         return worker;
836         return NULL;
837 }
838
839 /**
840  * find_worker_executing_work - find worker which is executing a work
841  * @gcwq: gcwq of interest
842  * @work: work to find worker for
843  *
844  * Find a worker which is executing @work on @gcwq.  This function is
845  * identical to __find_worker_executing_work() except that this
846  * function calculates @bwh itself.
847  *
848  * CONTEXT:
849  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
850  *
851  * RETURNS:
852  * Pointer to worker which is executing @work if found, NULL
853  * otherwise.
854  */
855 static struct worker *find_worker_executing_work(struct global_cwq *gcwq,
856                                                  struct work_struct *work)
857 {
858         return __find_worker_executing_work(gcwq, busy_worker_head(gcwq, work),
859                                             work);
860 }
861
862 /**
863  * gcwq_determine_ins_pos - find insertion position
864  * @gcwq: gcwq of interest
865  * @cwq: cwq a work is being queued for
866  *
867  * A work for @cwq is about to be queued on @gcwq, determine insertion
868  * position for the work.  If @cwq is for HIGHPRI wq, the work is
869  * queued at the head of the queue but in FIFO order with respect to
870  * other HIGHPRI works; otherwise, at the end of the queue.  This
871  * function also sets GCWQ_HIGHPRI_PENDING flag to hint @gcwq that
872  * there are HIGHPRI works pending.
873  *
874  * CONTEXT:
875  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
876  *
877  * RETURNS:
878  * Pointer to inserstion position.
879  */
880 static inline struct list_head *gcwq_determine_ins_pos(struct global_cwq *gcwq,
881                                                struct cpu_workqueue_struct *cwq)
882 {
883         struct work_struct *twork;
884
885         if (likely(!(cwq->wq->flags & WQ_HIGHPRI)))
886                 return &gcwq->worklist;
887
888         list_for_each_entry(twork, &gcwq->worklist, entry) {
889                 struct cpu_workqueue_struct *tcwq = get_work_cwq(twork);
890
891                 if (!(tcwq->wq->flags & WQ_HIGHPRI))
892                         break;
893         }
894
895         gcwq->flags |= GCWQ_HIGHPRI_PENDING;
896         return &twork->entry;
897 }
898
899 /**
900  * insert_work - insert a work into gcwq
901  * @cwq: cwq @work belongs to
902  * @work: work to insert
903  * @head: insertion point
904  * @extra_flags: extra WORK_STRUCT_* flags to set
905  *
906  * Insert @work which belongs to @cwq into @gcwq after @head.
907  * @extra_flags is or'd to work_struct flags.
908  *
909  * CONTEXT:
910  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
911  */
912 static void insert_work(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
913                         struct work_struct *work, struct list_head *head,
914                         unsigned int extra_flags)
915 {
916         struct global_cwq *gcwq = cwq->gcwq;
917
918         /* we own @work, set data and link */
919         set_work_cwq(work, cwq, extra_flags);
920
921         /*
922          * Ensure that we get the right work->data if we see the
923          * result of list_add() below, see try_to_grab_pending().
924          */
925         smp_wmb();
926
927         list_add_tail(&work->entry, head);
928
929         /*
930          * Ensure either worker_sched_deactivated() sees the above
931          * list_add_tail() or we see zero nr_running to avoid workers
932          * lying around lazily while there are works to be processed.
933          */
934         smp_mb();
935
936         if (__need_more_worker(gcwq))
937                 wake_up_worker(gcwq);
938 }
939
940 static void __queue_work(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq,
941                          struct work_struct *work)
942 {
943         struct global_cwq *gcwq;
944         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
945         struct list_head *worklist;
946         unsigned long flags;
947
948         debug_work_activate(work);
949
950         /* determine gcwq to use */
951         if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
952                 struct global_cwq *last_gcwq;
953
954                 if (unlikely(cpu == WORK_CPU_UNBOUND))
955                         cpu = raw_smp_processor_id();
956
957                 /*
958                  * It's multi cpu.  If @wq is non-reentrant and @work
959                  * was previously on a different cpu, it might still
960                  * be running there, in which case the work needs to
961                  * be queued on that cpu to guarantee non-reentrance.
962                  */
963                 gcwq = get_gcwq(cpu);
964                 if (wq->flags & WQ_NON_REENTRANT &&
965                     (last_gcwq = get_work_gcwq(work)) && last_gcwq != gcwq) {
966                         struct worker *worker;
967
968                         spin_lock_irqsave(&last_gcwq->lock, flags);
969
970                         worker = find_worker_executing_work(last_gcwq, work);
971
972                         if (worker && worker->current_cwq->wq == wq)
973                                 gcwq = last_gcwq;
974                         else {
975                                 /* meh... not running there, queue here */
976                                 spin_unlock_irqrestore(&last_gcwq->lock, flags);
977                                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
978                         }
979                 } else
980                         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
981         } else {
982                 gcwq = get_gcwq(WORK_CPU_UNBOUND);
983                 spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
984         }
985
986         /* gcwq determined, get cwq and queue */
987         cwq = get_cwq(gcwq->cpu, wq);
988
989         BUG_ON(!list_empty(&work->entry));
990
991         cwq->nr_in_flight[cwq->work_color]++;
992
993         if (likely(cwq->nr_active < cwq->max_active)) {
994                 cwq->nr_active++;
995                 worklist = gcwq_determine_ins_pos(gcwq, cwq);
996         } else
997                 worklist = &cwq->delayed_works;
998
999         insert_work(cwq, work, worklist, work_color_to_flags(cwq->work_color));
1000
1001         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * queue_work - queue work on a workqueue
1006  * @wq: workqueue to use
1007  * @work: work to queue
1008  *
1009  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1010  *
1011  * We queue the work to the CPU on which it was submitted, but if the CPU dies
1012  * it can be processed by another CPU.
1013  */
1014 int queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1015 {
1016         int ret;
1017
1018         ret = queue_work_on(get_cpu(), wq, work);
1019         put_cpu();
1020
1021         return ret;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
1024
1025 /**
1026  * queue_work_on - queue work on specific cpu
1027  * @cpu: CPU number to execute work on
1028  * @wq: workqueue to use
1029  * @work: work to queue
1030  *
1031  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1032  *
1033  * We queue the work to a specific CPU, the caller must ensure it
1034  * can't go away.
1035  */
1036 int
1037 queue_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)
1038 {
1039         int ret = 0;
1040
1041         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1042                 __queue_work(cpu, wq, work);
1043                 ret = 1;
1044         }
1045         return ret;
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work_on);
1048
1049 static void delayed_work_timer_fn(unsigned long __data)
1050 {
1051         struct delayed_work *dwork = (struct delayed_work *)__data;
1052         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(&dwork->work);
1053
1054         __queue_work(smp_processor_id(), cwq->wq, &dwork->work);
1055 }
1056
1057 /**
1058  * queue_delayed_work - queue work on a workqueue after delay
1059  * @wq: workqueue to use
1060  * @dwork: delayable work to queue
1061  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1062  *
1063  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1064  */
1065 int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq,
1066                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1067 {
1068         if (delay == 0)
1069                 return queue_work(wq, &dwork->work);
1070
1071         return queue_delayed_work_on(-1, wq, dwork, delay);
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work);
1074
1075 /**
1076  * queue_delayed_work_on - queue work on specific CPU after delay
1077  * @cpu: CPU number to execute work on
1078  * @wq: workqueue to use
1079  * @dwork: work to queue
1080  * @delay: number of jiffies to wait before queueing
1081  *
1082  * Returns 0 if @work was already on a queue, non-zero otherwise.
1083  */
1084 int queue_delayed_work_on(int cpu, struct workqueue_struct *wq,
1085                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
1086 {
1087         int ret = 0;
1088         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
1089         struct work_struct *work = &dwork->work;
1090
1091         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work))) {
1092                 unsigned int lcpu;
1093
1094                 BUG_ON(timer_pending(timer));
1095                 BUG_ON(!list_empty(&work->entry));
1096
1097                 timer_stats_timer_set_start_info(&dwork->timer);
1098
1099                 /*
1100                  * This stores cwq for the moment, for the timer_fn.
1101                  * Note that the work's gcwq is preserved to allow
1102                  * reentrance detection for delayed works.
1103                  */
1104                 if (!(wq->flags & WQ_UNBOUND)) {
1105                         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
1106
1107                         if (gcwq && gcwq->cpu != WORK_CPU_UNBOUND)
1108                                 lcpu = gcwq->cpu;
1109                         else
1110                                 lcpu = raw_smp_processor_id();
1111                 } else
1112                         lcpu = WORK_CPU_UNBOUND;
1113
1114                 set_work_cwq(work, get_cwq(lcpu, wq), 0);
1115
1116                 timer->expires = jiffies + delay;
1117                 timer->data = (unsigned long)dwork;
1118                 timer->function = delayed_work_timer_fn;
1119
1120                 if (unlikely(cpu >= 0))
1121                         add_timer_on(timer, cpu);
1122                 else
1123                         add_timer(timer);
1124                 ret = 1;
1125         }
1126         return ret;
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_delayed_work_on);
1129
1130 /**
1131  * worker_enter_idle - enter idle state
1132  * @worker: worker which is entering idle state
1133  *
1134  * @worker is entering idle state.  Update stats and idle timer if
1135  * necessary.
1136  *
1137  * LOCKING:
1138  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1139  */
1140 static void worker_enter_idle(struct worker *worker)
1141 {
1142         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1143
1144         BUG_ON(worker->flags & WORKER_IDLE);
1145         BUG_ON(!list_empty(&worker->entry) &&
1146                (worker->hentry.next || worker->hentry.pprev));
1147
1148         /* can't use worker_set_flags(), also called from start_worker() */
1149         worker->flags |= WORKER_IDLE;
1150         gcwq->nr_idle++;
1151         worker->last_active = jiffies;
1152
1153         /* idle_list is LIFO */
1154         list_add(&worker->entry, &gcwq->idle_list);
1155
1156         if (likely(!(worker->flags & WORKER_ROGUE))) {
1157                 if (too_many_workers(gcwq) && !timer_pending(&gcwq->idle_timer))
1158                         mod_timer(&gcwq->idle_timer,
1159                                   jiffies + IDLE_WORKER_TIMEOUT);
1160         } else
1161                 wake_up_all(&gcwq->trustee_wait);
1162
1163         /* sanity check nr_running */
1164         WARN_ON_ONCE(gcwq->nr_workers == gcwq->nr_idle &&
1165                      atomic_read(get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu)));
1166 }
1167
1168 /**
1169  * worker_leave_idle - leave idle state
1170  * @worker: worker which is leaving idle state
1171  *
1172  * @worker is leaving idle state.  Update stats.
1173  *
1174  * LOCKING:
1175  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1176  */
1177 static void worker_leave_idle(struct worker *worker)
1178 {
1179         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1180
1181         BUG_ON(!(worker->flags & WORKER_IDLE));
1182         worker_clr_flags(worker, WORKER_IDLE);
1183         gcwq->nr_idle--;
1184         list_del_init(&worker->entry);
1185 }
1186
1187 /**
1188  * worker_maybe_bind_and_lock - bind worker to its cpu if possible and lock gcwq
1189  * @worker: self
1190  *
1191  * Works which are scheduled while the cpu is online must at least be
1192  * scheduled to a worker which is bound to the cpu so that if they are
1193  * flushed from cpu callbacks while cpu is going down, they are
1194  * guaranteed to execute on the cpu.
1195  *
1196  * This function is to be used by rogue workers and rescuers to bind
1197  * themselves to the target cpu and may race with cpu going down or
1198  * coming online.  kthread_bind() can't be used because it may put the
1199  * worker to already dead cpu and set_cpus_allowed_ptr() can't be used
1200  * verbatim as it's best effort and blocking and gcwq may be
1201  * [dis]associated in the meantime.
1202  *
1203  * This function tries set_cpus_allowed() and locks gcwq and verifies
1204  * the binding against GCWQ_DISASSOCIATED which is set during
1205  * CPU_DYING and cleared during CPU_ONLINE, so if the worker enters
1206  * idle state or fetches works without dropping lock, it can guarantee
1207  * the scheduling requirement described in the first paragraph.
1208  *
1209  * CONTEXT:
1210  * Might sleep.  Called without any lock but returns with gcwq->lock
1211  * held.
1212  *
1213  * RETURNS:
1214  * %true if the associated gcwq is online (@worker is successfully
1215  * bound), %false if offline.
1216  */
1217 static bool worker_maybe_bind_and_lock(struct worker *worker)
1218 {
1219         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1220         struct task_struct *task = worker->task;
1221
1222         while (true) {
1223                 /*
1224                  * The following call may fail, succeed or succeed
1225                  * without actually migrating the task to the cpu if
1226                  * it races with cpu hotunplug operation.  Verify
1227                  * against GCWQ_DISASSOCIATED.
1228                  */
1229                 if (!(gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED))
1230                         set_cpus_allowed_ptr(task, get_cpu_mask(gcwq->cpu));
1231
1232                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1233                 if (gcwq->flags & GCWQ_DISASSOCIATED)
1234                         return false;
1235                 if (task_cpu(task) == gcwq->cpu &&
1236                     cpumask_equal(&current->cpus_allowed,
1237                                   get_cpu_mask(gcwq->cpu)))
1238                         return true;
1239                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1240
1241                 /* CPU has come up inbetween, retry migration */
1242                 cpu_relax();
1243         }
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Function for worker->rebind_work used to rebind rogue busy workers
1248  * to the associated cpu which is coming back online.  This is
1249  * scheduled by cpu up but can race with other cpu hotplug operations
1250  * and may be executed twice without intervening cpu down.
1251  */
1252 static void worker_rebind_fn(struct work_struct *work)
1253 {
1254         struct worker *worker = container_of(work, struct worker, rebind_work);
1255         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1256
1257         if (worker_maybe_bind_and_lock(worker))
1258                 worker_clr_flags(worker, WORKER_REBIND);
1259
1260         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1261 }
1262
1263 static struct worker *alloc_worker(void)
1264 {
1265         struct worker *worker;
1266
1267         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
1268         if (worker) {
1269                 INIT_LIST_HEAD(&worker->entry);
1270                 INIT_LIST_HEAD(&worker->scheduled);
1271                 INIT_WORK(&worker->rebind_work, worker_rebind_fn);
1272                 /* on creation a worker is in !idle && prep state */
1273                 worker->flags = WORKER_PREP;
1274         }
1275         return worker;
1276 }
1277
1278 /**
1279  * create_worker - create a new workqueue worker
1280  * @gcwq: gcwq the new worker will belong to
1281  * @bind: whether to set affinity to @cpu or not
1282  *
1283  * Create a new worker which is bound to @gcwq.  The returned worker
1284  * can be started by calling start_worker() or destroyed using
1285  * destroy_worker().
1286  *
1287  * CONTEXT:
1288  * Might sleep.  Does GFP_KERNEL allocations.
1289  *
1290  * RETURNS:
1291  * Pointer to the newly created worker.
1292  */
1293 static struct worker *create_worker(struct global_cwq *gcwq, bool bind)
1294 {
1295         bool on_unbound_cpu = gcwq->cpu == WORK_CPU_UNBOUND;
1296         struct worker *worker = NULL;
1297         int id = -1;
1298
1299         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1300         while (ida_get_new(&gcwq->worker_ida, &id)) {
1301                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1302                 if (!ida_pre_get(&gcwq->worker_ida, GFP_KERNEL))
1303                         goto fail;
1304                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1305         }
1306         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1307
1308         worker = alloc_worker();
1309         if (!worker)
1310                 goto fail;
1311
1312         worker->gcwq = gcwq;
1313         worker->id = id;
1314
1315         if (!on_unbound_cpu)
1316                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1317                                               "kworker/%u:%d", gcwq->cpu, id);
1318         else
1319                 worker->task = kthread_create(worker_thread, worker,
1320                                               "kworker/u:%d", id);
1321         if (IS_ERR(worker->task))
1322                 goto fail;
1323
1324         /*
1325          * A rogue worker will become a regular one if CPU comes
1326          * online later on.  Make sure every worker has
1327          * PF_THREAD_BOUND set.
1328          */
1329         if (bind && !on_unbound_cpu)
1330                 kthread_bind(worker->task, gcwq->cpu);
1331         else {
1332                 worker->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
1333                 if (on_unbound_cpu)
1334                         worker->flags |= WORKER_UNBOUND;
1335         }
1336
1337         return worker;
1338 fail:
1339         if (id >= 0) {
1340                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1341                 ida_remove(&gcwq->worker_ida, id);
1342                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1343         }
1344         kfree(worker);
1345         return NULL;
1346 }
1347
1348 /**
1349  * start_worker - start a newly created worker
1350  * @worker: worker to start
1351  *
1352  * Make the gcwq aware of @worker and start it.
1353  *
1354  * CONTEXT:
1355  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1356  */
1357 static void start_worker(struct worker *worker)
1358 {
1359         worker->flags |= WORKER_STARTED;
1360         worker->gcwq->nr_workers++;
1361         worker_enter_idle(worker);
1362         wake_up_process(worker->task);
1363 }
1364
1365 /**
1366  * destroy_worker - destroy a workqueue worker
1367  * @worker: worker to be destroyed
1368  *
1369  * Destroy @worker and adjust @gcwq stats accordingly.
1370  *
1371  * CONTEXT:
1372  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1373  */
1374 static void destroy_worker(struct worker *worker)
1375 {
1376         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1377         int id = worker->id;
1378
1379         /* sanity check frenzy */
1380         BUG_ON(worker->current_work);
1381         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1382
1383         if (worker->flags & WORKER_STARTED)
1384                 gcwq->nr_workers--;
1385         if (worker->flags & WORKER_IDLE)
1386                 gcwq->nr_idle--;
1387
1388         list_del_init(&worker->entry);
1389         worker->flags |= WORKER_DIE;
1390
1391         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1392
1393         kthread_stop(worker->task);
1394         kfree(worker);
1395
1396         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1397         ida_remove(&gcwq->worker_ida, id);
1398 }
1399
1400 static void idle_worker_timeout(unsigned long __gcwq)
1401 {
1402         struct global_cwq *gcwq = (void *)__gcwq;
1403
1404         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1405
1406         if (too_many_workers(gcwq)) {
1407                 struct worker *worker;
1408                 unsigned long expires;
1409
1410                 /* idle_list is kept in LIFO order, check the last one */
1411                 worker = list_entry(gcwq->idle_list.prev, struct worker, entry);
1412                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1413
1414                 if (time_before(jiffies, expires))
1415                         mod_timer(&gcwq->idle_timer, expires);
1416                 else {
1417                         /* it's been idle for too long, wake up manager */
1418                         gcwq->flags |= GCWQ_MANAGE_WORKERS;
1419                         wake_up_worker(gcwq);
1420                 }
1421         }
1422
1423         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1424 }
1425
1426 static bool send_mayday(struct work_struct *work)
1427 {
1428         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1429         struct workqueue_struct *wq = cwq->wq;
1430         unsigned int cpu;
1431
1432         if (!(wq->flags & WQ_RESCUER))
1433                 return false;
1434
1435         /* mayday mayday mayday */
1436         cpu = cwq->gcwq->cpu;
1437         /* WORK_CPU_UNBOUND can't be set in cpumask, use cpu 0 instead */
1438         if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
1439                 cpu = 0;
1440         if (!mayday_test_and_set_cpu(cpu, wq->mayday_mask))
1441                 wake_up_process(wq->rescuer->task);
1442         return true;
1443 }
1444
1445 static void gcwq_mayday_timeout(unsigned long __gcwq)
1446 {
1447         struct global_cwq *gcwq = (void *)__gcwq;
1448         struct work_struct *work;
1449
1450         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1451
1452         if (need_to_create_worker(gcwq)) {
1453                 /*
1454                  * We've been trying to create a new worker but
1455                  * haven't been successful.  We might be hitting an
1456                  * allocation deadlock.  Send distress signals to
1457                  * rescuers.
1458                  */
1459                 list_for_each_entry(work, &gcwq->worklist, entry)
1460                         send_mayday(work);
1461         }
1462
1463         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1464
1465         mod_timer(&gcwq->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INTERVAL);
1466 }
1467
1468 /**
1469  * maybe_create_worker - create a new worker if necessary
1470  * @gcwq: gcwq to create a new worker for
1471  *
1472  * Create a new worker for @gcwq if necessary.  @gcwq is guaranteed to
1473  * have at least one idle worker on return from this function.  If
1474  * creating a new worker takes longer than MAYDAY_INTERVAL, mayday is
1475  * sent to all rescuers with works scheduled on @gcwq to resolve
1476  * possible allocation deadlock.
1477  *
1478  * On return, need_to_create_worker() is guaranteed to be false and
1479  * may_start_working() true.
1480  *
1481  * LOCKING:
1482  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1483  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.  Called only from
1484  * manager.
1485  *
1486  * RETURNS:
1487  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1488  * otherwise.
1489  */
1490 static bool maybe_create_worker(struct global_cwq *gcwq)
1491 {
1492         if (!need_to_create_worker(gcwq))
1493                 return false;
1494 restart:
1495         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1496
1497         /* if we don't make progress in MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT, call for help */
1498         mod_timer(&gcwq->mayday_timer, jiffies + MAYDAY_INITIAL_TIMEOUT);
1499
1500         while (true) {
1501                 struct worker *worker;
1502
1503                 worker = create_worker(gcwq, true);
1504                 if (worker) {
1505                         del_timer_sync(&gcwq->mayday_timer);
1506                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1507                         start_worker(worker);
1508                         BUG_ON(need_to_create_worker(gcwq));
1509                         return true;
1510                 }
1511
1512                 if (!need_to_create_worker(gcwq))
1513                         break;
1514
1515                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1516                 schedule_timeout(CREATE_COOLDOWN);
1517
1518                 if (!need_to_create_worker(gcwq))
1519                         break;
1520         }
1521
1522         del_timer_sync(&gcwq->mayday_timer);
1523         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1524         if (need_to_create_worker(gcwq))
1525                 goto restart;
1526         return true;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * maybe_destroy_worker - destroy workers which have been idle for a while
1531  * @gcwq: gcwq to destroy workers for
1532  *
1533  * Destroy @gcwq workers which have been idle for longer than
1534  * IDLE_WORKER_TIMEOUT.
1535  *
1536  * LOCKING:
1537  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1538  * multiple times.  Called only from manager.
1539  *
1540  * RETURNS:
1541  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true
1542  * otherwise.
1543  */
1544 static bool maybe_destroy_workers(struct global_cwq *gcwq)
1545 {
1546         bool ret = false;
1547
1548         while (too_many_workers(gcwq)) {
1549                 struct worker *worker;
1550                 unsigned long expires;
1551
1552                 worker = list_entry(gcwq->idle_list.prev, struct worker, entry);
1553                 expires = worker->last_active + IDLE_WORKER_TIMEOUT;
1554
1555                 if (time_before(jiffies, expires)) {
1556                         mod_timer(&gcwq->idle_timer, expires);
1557                         break;
1558                 }
1559
1560                 destroy_worker(worker);
1561                 ret = true;
1562         }
1563
1564         return ret;
1565 }
1566
1567 /**
1568  * manage_workers - manage worker pool
1569  * @worker: self
1570  *
1571  * Assume the manager role and manage gcwq worker pool @worker belongs
1572  * to.  At any given time, there can be only zero or one manager per
1573  * gcwq.  The exclusion is handled automatically by this function.
1574  *
1575  * The caller can safely start processing works on false return.  On
1576  * true return, it's guaranteed that need_to_create_worker() is false
1577  * and may_start_working() is true.
1578  *
1579  * CONTEXT:
1580  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1581  * multiple times.  Does GFP_KERNEL allocations.
1582  *
1583  * RETURNS:
1584  * false if no action was taken and gcwq->lock stayed locked, true if
1585  * some action was taken.
1586  */
1587 static bool manage_workers(struct worker *worker)
1588 {
1589         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1590         bool ret = false;
1591
1592         if (gcwq->flags & GCWQ_MANAGING_WORKERS)
1593                 return ret;
1594
1595         gcwq->flags &= ~GCWQ_MANAGE_WORKERS;
1596         gcwq->flags |= GCWQ_MANAGING_WORKERS;
1597
1598         /*
1599          * Destroy and then create so that may_start_working() is true
1600          * on return.
1601          */
1602         ret |= maybe_destroy_workers(gcwq);
1603         ret |= maybe_create_worker(gcwq);
1604
1605         gcwq->flags &= ~GCWQ_MANAGING_WORKERS;
1606
1607         /*
1608          * The trustee might be waiting to take over the manager
1609          * position, tell it we're done.
1610          */
1611         if (unlikely(gcwq->trustee))
1612                 wake_up_all(&gcwq->trustee_wait);
1613
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 /**
1618  * move_linked_works - move linked works to a list
1619  * @work: start of series of works to be scheduled
1620  * @head: target list to append @work to
1621  * @nextp: out paramter for nested worklist walking
1622  *
1623  * Schedule linked works starting from @work to @head.  Work series to
1624  * be scheduled starts at @work and includes any consecutive work with
1625  * WORK_STRUCT_LINKED set in its predecessor.
1626  *
1627  * If @nextp is not NULL, it's updated to point to the next work of
1628  * the last scheduled work.  This allows move_linked_works() to be
1629  * nested inside outer list_for_each_entry_safe().
1630  *
1631  * CONTEXT:
1632  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1633  */
1634 static void move_linked_works(struct work_struct *work, struct list_head *head,
1635                               struct work_struct **nextp)
1636 {
1637         struct work_struct *n;
1638
1639         /*
1640          * Linked worklist will always end before the end of the list,
1641          * use NULL for list head.
1642          */
1643         list_for_each_entry_safe_from(work, n, NULL, entry) {
1644                 list_move_tail(&work->entry, head);
1645                 if (!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))
1646                         break;
1647         }
1648
1649         /*
1650          * If we're already inside safe list traversal and have moved
1651          * multiple works to the scheduled queue, the next position
1652          * needs to be updated.
1653          */
1654         if (nextp)
1655                 *nextp = n;
1656 }
1657
1658 static void cwq_activate_first_delayed(struct cpu_workqueue_struct *cwq)
1659 {
1660         struct work_struct *work = list_first_entry(&cwq->delayed_works,
1661                                                     struct work_struct, entry);
1662         struct list_head *pos = gcwq_determine_ins_pos(cwq->gcwq, cwq);
1663
1664         move_linked_works(work, pos, NULL);
1665         cwq->nr_active++;
1666 }
1667
1668 /**
1669  * cwq_dec_nr_in_flight - decrement cwq's nr_in_flight
1670  * @cwq: cwq of interest
1671  * @color: color of work which left the queue
1672  *
1673  * A work either has completed or is removed from pending queue,
1674  * decrement nr_in_flight of its cwq and handle workqueue flushing.
1675  *
1676  * CONTEXT:
1677  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
1678  */
1679 static void cwq_dec_nr_in_flight(struct cpu_workqueue_struct *cwq, int color)
1680 {
1681         /* ignore uncolored works */
1682         if (color == WORK_NO_COLOR)
1683                 return;
1684
1685         cwq->nr_in_flight[color]--;
1686         cwq->nr_active--;
1687
1688         if (!list_empty(&cwq->delayed_works)) {
1689                 /* one down, submit a delayed one */
1690                 if (cwq->nr_active < cwq->max_active)
1691                         cwq_activate_first_delayed(cwq);
1692         }
1693
1694         /* is flush in progress and are we at the flushing tip? */
1695         if (likely(cwq->flush_color != color))
1696                 return;
1697
1698         /* are there still in-flight works? */
1699         if (cwq->nr_in_flight[color])
1700                 return;
1701
1702         /* this cwq is done, clear flush_color */
1703         cwq->flush_color = -1;
1704
1705         /*
1706          * If this was the last cwq, wake up the first flusher.  It
1707          * will handle the rest.
1708          */
1709         if (atomic_dec_and_test(&cwq->wq->nr_cwqs_to_flush))
1710                 complete(&cwq->wq->first_flusher->done);
1711 }
1712
1713 /**
1714  * process_one_work - process single work
1715  * @worker: self
1716  * @work: work to process
1717  *
1718  * Process @work.  This function contains all the logics necessary to
1719  * process a single work including synchronization against and
1720  * interaction with other workers on the same cpu, queueing and
1721  * flushing.  As long as context requirement is met, any worker can
1722  * call this function to process a work.
1723  *
1724  * CONTEXT:
1725  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which is released and regrabbed.
1726  */
1727 static void process_one_work(struct worker *worker, struct work_struct *work)
1728 {
1729         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_work_cwq(work);
1730         struct global_cwq *gcwq = cwq->gcwq;
1731         struct hlist_head *bwh = busy_worker_head(gcwq, work);
1732         bool cpu_intensive = cwq->wq->flags & WQ_CPU_INTENSIVE;
1733         work_func_t f = work->func;
1734         int work_color;
1735         struct worker *collision;
1736 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1737         /*
1738          * It is permissible to free the struct work_struct from
1739          * inside the function that is called from it, this we need to
1740          * take into account for lockdep too.  To avoid bogus "held
1741          * lock freed" warnings as well as problems when looking into
1742          * work->lockdep_map, make a copy and use that here.
1743          */
1744         struct lockdep_map lockdep_map = work->lockdep_map;
1745 #endif
1746         /*
1747          * A single work shouldn't be executed concurrently by
1748          * multiple workers on a single cpu.  Check whether anyone is
1749          * already processing the work.  If so, defer the work to the
1750          * currently executing one.
1751          */
1752         collision = __find_worker_executing_work(gcwq, bwh, work);
1753         if (unlikely(collision)) {
1754                 move_linked_works(work, &collision->scheduled, NULL);
1755                 return;
1756         }
1757
1758         /* claim and process */
1759         debug_work_deactivate(work);
1760         hlist_add_head(&worker->hentry, bwh);
1761         worker->current_work = work;
1762         worker->current_cwq = cwq;
1763         work_color = get_work_color(work);
1764
1765         /* record the current cpu number in the work data and dequeue */
1766         set_work_cpu(work, gcwq->cpu);
1767         list_del_init(&work->entry);
1768
1769         /*
1770          * If HIGHPRI_PENDING, check the next work, and, if HIGHPRI,
1771          * wake up another worker; otherwise, clear HIGHPRI_PENDING.
1772          */
1773         if (unlikely(gcwq->flags & GCWQ_HIGHPRI_PENDING)) {
1774                 struct work_struct *nwork = list_first_entry(&gcwq->worklist,
1775                                                 struct work_struct, entry);
1776
1777                 if (!list_empty(&gcwq->worklist) &&
1778                     get_work_cwq(nwork)->wq->flags & WQ_HIGHPRI)
1779                         wake_up_worker(gcwq);
1780                 else
1781                         gcwq->flags &= ~GCWQ_HIGHPRI_PENDING;
1782         }
1783
1784         /*
1785          * CPU intensive works don't participate in concurrency
1786          * management.  They're the scheduler's responsibility.
1787          */
1788         if (unlikely(cpu_intensive))
1789                 worker_set_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE, true);
1790
1791         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1792
1793         work_clear_pending(work);
1794         lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
1795         lock_map_acquire(&lockdep_map);
1796         trace_workqueue_execute_start(work);
1797         f(work);
1798         /*
1799          * While we must be careful to not use "work" after this, the trace
1800          * point will only record its address.
1801          */
1802         trace_workqueue_execute_end(work);
1803         lock_map_release(&lockdep_map);
1804         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
1805
1806         if (unlikely(in_atomic() || lockdep_depth(current) > 0)) {
1807                 printk(KERN_ERR "BUG: workqueue leaked lock or atomic: "
1808                        "%s/0x%08x/%d\n",
1809                        current->comm, preempt_count(), task_pid_nr(current));
1810                 printk(KERN_ERR "    last function: ");
1811                 print_symbol("%s\n", (unsigned long)f);
1812                 debug_show_held_locks(current);
1813                 dump_stack();
1814         }
1815
1816         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1817
1818         /* clear cpu intensive status */
1819         if (unlikely(cpu_intensive))
1820                 worker_clr_flags(worker, WORKER_CPU_INTENSIVE);
1821
1822         /* we're done with it, release */
1823         hlist_del_init(&worker->hentry);
1824         worker->current_work = NULL;
1825         worker->current_cwq = NULL;
1826         cwq_dec_nr_in_flight(cwq, work_color);
1827 }
1828
1829 /**
1830  * process_scheduled_works - process scheduled works
1831  * @worker: self
1832  *
1833  * Process all scheduled works.  Please note that the scheduled list
1834  * may change while processing a work, so this function repeatedly
1835  * fetches a work from the top and executes it.
1836  *
1837  * CONTEXT:
1838  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
1839  * multiple times.
1840  */
1841 static void process_scheduled_works(struct worker *worker)
1842 {
1843         while (!list_empty(&worker->scheduled)) {
1844                 struct work_struct *work = list_first_entry(&worker->scheduled,
1845                                                 struct work_struct, entry);
1846                 process_one_work(worker, work);
1847         }
1848 }
1849
1850 /**
1851  * worker_thread - the worker thread function
1852  * @__worker: self
1853  *
1854  * The gcwq worker thread function.  There's a single dynamic pool of
1855  * these per each cpu.  These workers process all works regardless of
1856  * their specific target workqueue.  The only exception is works which
1857  * belong to workqueues with a rescuer which will be explained in
1858  * rescuer_thread().
1859  */
1860 static int worker_thread(void *__worker)
1861 {
1862         struct worker *worker = __worker;
1863         struct global_cwq *gcwq = worker->gcwq;
1864
1865         /* tell the scheduler that this is a workqueue worker */
1866         worker->task->flags |= PF_WQ_WORKER;
1867 woke_up:
1868         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
1869
1870         /* DIE can be set only while we're idle, checking here is enough */
1871         if (worker->flags & WORKER_DIE) {
1872                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1873                 worker->task->flags &= ~PF_WQ_WORKER;
1874                 return 0;
1875         }
1876
1877         worker_leave_idle(worker);
1878 recheck:
1879         /* no more worker necessary? */
1880         if (!need_more_worker(gcwq))
1881                 goto sleep;
1882
1883         /* do we need to manage? */
1884         if (unlikely(!may_start_working(gcwq)) && manage_workers(worker))
1885                 goto recheck;
1886
1887         /*
1888          * ->scheduled list can only be filled while a worker is
1889          * preparing to process a work or actually processing it.
1890          * Make sure nobody diddled with it while I was sleeping.
1891          */
1892         BUG_ON(!list_empty(&worker->scheduled));
1893
1894         /*
1895          * When control reaches this point, we're guaranteed to have
1896          * at least one idle worker or that someone else has already
1897          * assumed the manager role.
1898          */
1899         worker_clr_flags(worker, WORKER_PREP);
1900
1901         do {
1902                 struct work_struct *work =
1903                         list_first_entry(&gcwq->worklist,
1904                                          struct work_struct, entry);
1905
1906                 if (likely(!(*work_data_bits(work) & WORK_STRUCT_LINKED))) {
1907                         /* optimization path, not strictly necessary */
1908                         process_one_work(worker, work);
1909                         if (unlikely(!list_empty(&worker->scheduled)))
1910                                 process_scheduled_works(worker);
1911                 } else {
1912                         move_linked_works(work, &worker->scheduled, NULL);
1913                         process_scheduled_works(worker);
1914                 }
1915         } while (keep_working(gcwq));
1916
1917         worker_set_flags(worker, WORKER_PREP, false);
1918 sleep:
1919         if (unlikely(need_to_manage_workers(gcwq)) && manage_workers(worker))
1920                 goto recheck;
1921
1922         /*
1923          * gcwq->lock is held and there's no work to process and no
1924          * need to manage, sleep.  Workers are woken up only while
1925          * holding gcwq->lock or from local cpu, so setting the
1926          * current state before releasing gcwq->lock is enough to
1927          * prevent losing any event.
1928          */
1929         worker_enter_idle(worker);
1930         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1931         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1932         schedule();
1933         goto woke_up;
1934 }
1935
1936 /**
1937  * rescuer_thread - the rescuer thread function
1938  * @__wq: the associated workqueue
1939  *
1940  * Workqueue rescuer thread function.  There's one rescuer for each
1941  * workqueue which has WQ_RESCUER set.
1942  *
1943  * Regular work processing on a gcwq may block trying to create a new
1944  * worker which uses GFP_KERNEL allocation which has slight chance of
1945  * developing into deadlock if some works currently on the same queue
1946  * need to be processed to satisfy the GFP_KERNEL allocation.  This is
1947  * the problem rescuer solves.
1948  *
1949  * When such condition is possible, the gcwq summons rescuers of all
1950  * workqueues which have works queued on the gcwq and let them process
1951  * those works so that forward progress can be guaranteed.
1952  *
1953  * This should happen rarely.
1954  */
1955 static int rescuer_thread(void *__wq)
1956 {
1957         struct workqueue_struct *wq = __wq;
1958         struct worker *rescuer = wq->rescuer;
1959         struct list_head *scheduled = &rescuer->scheduled;
1960         bool is_unbound = wq->flags & WQ_UNBOUND;
1961         unsigned int cpu;
1962
1963         set_user_nice(current, RESCUER_NICE_LEVEL);
1964 repeat:
1965         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1966
1967         if (kthread_should_stop())
1968                 return 0;
1969
1970         /*
1971          * See whether any cpu is asking for help.  Unbounded
1972          * workqueues use cpu 0 in mayday_mask for CPU_UNBOUND.
1973          */
1974         for_each_mayday_cpu(cpu, wq->mayday_mask) {
1975                 unsigned int tcpu = is_unbound ? WORK_CPU_UNBOUND : cpu;
1976                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(tcpu, wq);
1977                 struct global_cwq *gcwq = cwq->gcwq;
1978                 struct work_struct *work, *n;
1979
1980                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1981                 mayday_clear_cpu(cpu, wq->mayday_mask);
1982
1983                 /* migrate to the target cpu if possible */
1984                 rescuer->gcwq = gcwq;
1985                 worker_maybe_bind_and_lock(rescuer);
1986
1987                 /*
1988                  * Slurp in all works issued via this workqueue and
1989                  * process'em.
1990                  */
1991                 BUG_ON(!list_empty(&rescuer->scheduled));
1992                 list_for_each_entry_safe(work, n, &gcwq->worklist, entry)
1993                         if (get_work_cwq(work) == cwq)
1994                                 move_linked_works(work, scheduled, &n);
1995
1996                 process_scheduled_works(rescuer);
1997                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
1998         }
1999
2000         schedule();
2001         goto repeat;
2002 }
2003
2004 struct wq_barrier {
2005         struct work_struct      work;
2006         struct completion       done;
2007 };
2008
2009 static void wq_barrier_func(struct work_struct *work)
2010 {
2011         struct wq_barrier *barr = container_of(work, struct wq_barrier, work);
2012         complete(&barr->done);
2013 }
2014
2015 /**
2016  * insert_wq_barrier - insert a barrier work
2017  * @cwq: cwq to insert barrier into
2018  * @barr: wq_barrier to insert
2019  * @target: target work to attach @barr to
2020  * @worker: worker currently executing @target, NULL if @target is not executing
2021  *
2022  * @barr is linked to @target such that @barr is completed only after
2023  * @target finishes execution.  Please note that the ordering
2024  * guarantee is observed only with respect to @target and on the local
2025  * cpu.
2026  *
2027  * Currently, a queued barrier can't be canceled.  This is because
2028  * try_to_grab_pending() can't determine whether the work to be
2029  * grabbed is at the head of the queue and thus can't clear LINKED
2030  * flag of the previous work while there must be a valid next work
2031  * after a work with LINKED flag set.
2032  *
2033  * Note that when @worker is non-NULL, @target may be modified
2034  * underneath us, so we can't reliably determine cwq from @target.
2035  *
2036  * CONTEXT:
2037  * spin_lock_irq(gcwq->lock).
2038  */
2039 static void insert_wq_barrier(struct cpu_workqueue_struct *cwq,
2040                               struct wq_barrier *barr,
2041                               struct work_struct *target, struct worker *worker)
2042 {
2043         struct list_head *head;
2044         unsigned int linked = 0;
2045
2046         /*
2047          * debugobject calls are safe here even with gcwq->lock locked
2048          * as we know for sure that this will not trigger any of the
2049          * checks and call back into the fixup functions where we
2050          * might deadlock.
2051          */
2052         INIT_WORK_ON_STACK(&barr->work, wq_barrier_func);
2053         __set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(&barr->work));
2054         init_completion(&barr->done);
2055
2056         /*
2057          * If @target is currently being executed, schedule the
2058          * barrier to the worker; otherwise, put it after @target.
2059          */
2060         if (worker)
2061                 head = worker->scheduled.next;
2062         else {
2063                 unsigned long *bits = work_data_bits(target);
2064
2065                 head = target->entry.next;
2066                 /* there can already be other linked works, inherit and set */
2067                 linked = *bits & WORK_STRUCT_LINKED;
2068                 __set_bit(WORK_STRUCT_LINKED_BIT, bits);
2069         }
2070
2071         debug_work_activate(&barr->work);
2072         insert_work(cwq, &barr->work, head,
2073                     work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR) | linked);
2074 }
2075
2076 /**
2077  * flush_workqueue_prep_cwqs - prepare cwqs for workqueue flushing
2078  * @wq: workqueue being flushed
2079  * @flush_color: new flush color, < 0 for no-op
2080  * @work_color: new work color, < 0 for no-op
2081  *
2082  * Prepare cwqs for workqueue flushing.
2083  *
2084  * If @flush_color is non-negative, flush_color on all cwqs should be
2085  * -1.  If no cwq has in-flight commands at the specified color, all
2086  * cwq->flush_color's stay at -1 and %false is returned.  If any cwq
2087  * has in flight commands, its cwq->flush_color is set to
2088  * @flush_color, @wq->nr_cwqs_to_flush is updated accordingly, cwq
2089  * wakeup logic is armed and %true is returned.
2090  *
2091  * The caller should have initialized @wq->first_flusher prior to
2092  * calling this function with non-negative @flush_color.  If
2093  * @flush_color is negative, no flush color update is done and %false
2094  * is returned.
2095  *
2096  * If @work_color is non-negative, all cwqs should have the same
2097  * work_color which is previous to @work_color and all will be
2098  * advanced to @work_color.
2099  *
2100  * CONTEXT:
2101  * mutex_lock(wq->flush_mutex).
2102  *
2103  * RETURNS:
2104  * %true if @flush_color >= 0 and there's something to flush.  %false
2105  * otherwise.
2106  */
2107 static bool flush_workqueue_prep_cwqs(struct workqueue_struct *wq,
2108                                       int flush_color, int work_color)
2109 {
2110         bool wait = false;
2111         unsigned int cpu;
2112
2113         if (flush_color >= 0) {
2114                 BUG_ON(atomic_read(&wq->nr_cwqs_to_flush));
2115                 atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 1);
2116         }
2117
2118         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2119                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2120                 struct global_cwq *gcwq = cwq->gcwq;
2121
2122                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2123
2124                 if (flush_color >= 0) {
2125                         BUG_ON(cwq->flush_color != -1);
2126
2127                         if (cwq->nr_in_flight[flush_color]) {
2128                                 cwq->flush_color = flush_color;
2129                                 atomic_inc(&wq->nr_cwqs_to_flush);
2130                                 wait = true;
2131                         }
2132                 }
2133
2134                 if (work_color >= 0) {
2135                         BUG_ON(work_color != work_next_color(cwq->work_color));
2136                         cwq->work_color = work_color;
2137                 }
2138
2139                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2140         }
2141
2142         if (flush_color >= 0 && atomic_dec_and_test(&wq->nr_cwqs_to_flush))
2143                 complete(&wq->first_flusher->done);
2144
2145         return wait;
2146 }
2147
2148 /**
2149  * flush_workqueue - ensure that any scheduled work has run to completion.
2150  * @wq: workqueue to flush
2151  *
2152  * Forces execution of the workqueue and blocks until its completion.
2153  * This is typically used in driver shutdown handlers.
2154  *
2155  * We sleep until all works which were queued on entry have been handled,
2156  * but we are not livelocked by new incoming ones.
2157  */
2158 void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2159 {
2160         struct wq_flusher this_flusher = {
2161                 .list = LIST_HEAD_INIT(this_flusher.list),
2162                 .flush_color = -1,
2163                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(this_flusher.done),
2164         };
2165         int next_color;
2166
2167         lock_map_acquire(&wq->lockdep_map);
2168         lock_map_release(&wq->lockdep_map);
2169
2170         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2171
2172         /*
2173          * Start-to-wait phase
2174          */
2175         next_color = work_next_color(wq->work_color);
2176
2177         if (next_color != wq->flush_color) {
2178                 /*
2179                  * Color space is not full.  The current work_color
2180                  * becomes our flush_color and work_color is advanced
2181                  * by one.
2182                  */
2183                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow));
2184                 this_flusher.flush_color = wq->work_color;
2185                 wq->work_color = next_color;
2186
2187                 if (!wq->first_flusher) {
2188                         /* no flush in progress, become the first flusher */
2189                         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2190
2191                         wq->first_flusher = &this_flusher;
2192
2193                         if (!flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color,
2194                                                        wq->work_color)) {
2195                                 /* nothing to flush, done */
2196                                 wq->flush_color = next_color;
2197                                 wq->first_flusher = NULL;
2198                                 goto out_unlock;
2199                         }
2200                 } else {
2201                         /* wait in queue */
2202                         BUG_ON(wq->flush_color == this_flusher.flush_color);
2203                         list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_queue);
2204                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2205                 }
2206         } else {
2207                 /*
2208                  * Oops, color space is full, wait on overflow queue.
2209                  * The next flush completion will assign us
2210                  * flush_color and transfer to flusher_queue.
2211                  */
2212                 list_add_tail(&this_flusher.list, &wq->flusher_overflow);
2213         }
2214
2215         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2216
2217         wait_for_completion(&this_flusher.done);
2218
2219         /*
2220          * Wake-up-and-cascade phase
2221          *
2222          * First flushers are responsible for cascading flushes and
2223          * handling overflow.  Non-first flushers can simply return.
2224          */
2225         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2226                 return;
2227
2228         mutex_lock(&wq->flush_mutex);
2229
2230         /* we might have raced, check again with mutex held */
2231         if (wq->first_flusher != &this_flusher)
2232                 goto out_unlock;
2233
2234         wq->first_flusher = NULL;
2235
2236         BUG_ON(!list_empty(&this_flusher.list));
2237         BUG_ON(wq->flush_color != this_flusher.flush_color);
2238
2239         while (true) {
2240                 struct wq_flusher *next, *tmp;
2241
2242                 /* complete all the flushers sharing the current flush color */
2243                 list_for_each_entry_safe(next, tmp, &wq->flusher_queue, list) {
2244                         if (next->flush_color != wq->flush_color)
2245                                 break;
2246                         list_del_init(&next->list);
2247                         complete(&next->done);
2248                 }
2249
2250                 BUG_ON(!list_empty(&wq->flusher_overflow) &&
2251                        wq->flush_color != work_next_color(wq->work_color));
2252
2253                 /* this flush_color is finished, advance by one */
2254                 wq->flush_color = work_next_color(wq->flush_color);
2255
2256                 /* one color has been freed, handle overflow queue */
2257                 if (!list_empty(&wq->flusher_overflow)) {
2258                         /*
2259                          * Assign the same color to all overflowed
2260                          * flushers, advance work_color and append to
2261                          * flusher_queue.  This is the start-to-wait
2262                          * phase for these overflowed flushers.
2263                          */
2264                         list_for_each_entry(tmp, &wq->flusher_overflow, list)
2265                                 tmp->flush_color = wq->work_color;
2266
2267                         wq->work_color = work_next_color(wq->work_color);
2268
2269                         list_splice_tail_init(&wq->flusher_overflow,
2270                                               &wq->flusher_queue);
2271                         flush_workqueue_prep_cwqs(wq, -1, wq->work_color);
2272                 }
2273
2274                 if (list_empty(&wq->flusher_queue)) {
2275                         BUG_ON(wq->flush_color != wq->work_color);
2276                         break;
2277                 }
2278
2279                 /*
2280                  * Need to flush more colors.  Make the next flusher
2281                  * the new first flusher and arm cwqs.
2282                  */
2283                 BUG_ON(wq->flush_color == wq->work_color);
2284                 BUG_ON(wq->flush_color != next->flush_color);
2285
2286                 list_del_init(&next->list);
2287                 wq->first_flusher = next;
2288
2289                 if (flush_workqueue_prep_cwqs(wq, wq->flush_color, -1))
2290                         break;
2291
2292                 /*
2293                  * Meh... this color is already done, clear first
2294                  * flusher and repeat cascading.
2295                  */
2296                 wq->first_flusher = NULL;
2297         }
2298
2299 out_unlock:
2300         mutex_unlock(&wq->flush_mutex);
2301 }
2302 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_workqueue);
2303
2304 /**
2305  * flush_work - block until a work_struct's callback has terminated
2306  * @work: the work which is to be flushed
2307  *
2308  * Returns false if @work has already terminated.
2309  *
2310  * It is expected that, prior to calling flush_work(), the caller has
2311  * arranged for the work to not be requeued, otherwise it doesn't make
2312  * sense to use this function.
2313  */
2314 int flush_work(struct work_struct *work)
2315 {
2316         struct worker *worker = NULL;
2317         struct global_cwq *gcwq;
2318         struct cpu_workqueue_struct *cwq;
2319         struct wq_barrier barr;
2320
2321         might_sleep();
2322         gcwq = get_work_gcwq(work);
2323         if (!gcwq)
2324                 return 0;
2325
2326         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2327         if (!list_empty(&work->entry)) {
2328                 /*
2329                  * See the comment near try_to_grab_pending()->smp_rmb().
2330                  * If it was re-queued to a different gcwq under us, we
2331                  * are not going to wait.
2332                  */
2333                 smp_rmb();
2334                 cwq = get_work_cwq(work);
2335                 if (unlikely(!cwq || gcwq != cwq->gcwq))
2336                         goto already_gone;
2337         } else {
2338                 worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2339                 if (!worker)
2340                         goto already_gone;
2341                 cwq = worker->current_cwq;
2342         }
2343
2344         insert_wq_barrier(cwq, &barr, work, worker);
2345         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2346
2347         lock_map_acquire(&cwq->wq->lockdep_map);
2348         lock_map_release(&cwq->wq->lockdep_map);
2349
2350         wait_for_completion(&barr.done);
2351         destroy_work_on_stack(&barr.work);
2352         return 1;
2353 already_gone:
2354         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2355         return 0;
2356 }
2357 EXPORT_SYMBOL_GPL(flush_work);
2358
2359 /*
2360  * Upon a successful return (>= 0), the caller "owns" WORK_STRUCT_PENDING bit,
2361  * so this work can't be re-armed in any way.
2362  */
2363 static int try_to_grab_pending(struct work_struct *work)
2364 {
2365         struct global_cwq *gcwq;
2366         int ret = -1;
2367
2368         if (!test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT, work_data_bits(work)))
2369                 return 0;
2370
2371         /*
2372          * The queueing is in progress, or it is already queued. Try to
2373          * steal it from ->worklist without clearing WORK_STRUCT_PENDING.
2374          */
2375         gcwq = get_work_gcwq(work);
2376         if (!gcwq)
2377                 return ret;
2378
2379         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2380         if (!list_empty(&work->entry)) {
2381                 /*
2382                  * This work is queued, but perhaps we locked the wrong gcwq.
2383                  * In that case we must see the new value after rmb(), see
2384                  * insert_work()->wmb().
2385                  */
2386                 smp_rmb();
2387                 if (gcwq == get_work_gcwq(work)) {
2388                         debug_work_deactivate(work);
2389                         list_del_init(&work->entry);
2390                         cwq_dec_nr_in_flight(get_work_cwq(work),
2391                                              get_work_color(work));
2392                         ret = 1;
2393                 }
2394         }
2395         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2396
2397         return ret;
2398 }
2399
2400 static void wait_on_cpu_work(struct global_cwq *gcwq, struct work_struct *work)
2401 {
2402         struct wq_barrier barr;
2403         struct worker *worker;
2404
2405         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2406
2407         worker = find_worker_executing_work(gcwq, work);
2408         if (unlikely(worker))
2409                 insert_wq_barrier(worker->current_cwq, &barr, work, worker);
2410
2411         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2412
2413         if (unlikely(worker)) {
2414                 wait_for_completion(&barr.done);
2415                 destroy_work_on_stack(&barr.work);
2416         }
2417 }
2418
2419 static void wait_on_work(struct work_struct *work)
2420 {
2421         int cpu;
2422
2423         might_sleep();
2424
2425         lock_map_acquire(&work->lockdep_map);
2426         lock_map_release(&work->lockdep_map);
2427
2428         for_each_gcwq_cpu(cpu)
2429                 wait_on_cpu_work(get_gcwq(cpu), work);
2430 }
2431
2432 static int __cancel_work_timer(struct work_struct *work,
2433                                 struct timer_list* timer)
2434 {
2435         int ret;
2436
2437         do {
2438                 ret = (timer && likely(del_timer(timer)));
2439                 if (!ret)
2440                         ret = try_to_grab_pending(work);
2441                 wait_on_work(work);
2442         } while (unlikely(ret < 0));
2443
2444         clear_work_data(work);
2445         return ret;
2446 }
2447
2448 /**
2449  * cancel_work_sync - block until a work_struct's callback has terminated
2450  * @work: the work which is to be flushed
2451  *
2452  * Returns true if @work was pending.
2453  *
2454  * cancel_work_sync() will cancel the work if it is queued. If the work's
2455  * callback appears to be running, cancel_work_sync() will block until it
2456  * has completed.
2457  *
2458  * It is possible to use this function if the work re-queues itself. It can
2459  * cancel the work even if it migrates to another workqueue, however in that
2460  * case it only guarantees that work->func() has completed on the last queued
2461  * workqueue.
2462  *
2463  * cancel_work_sync(&delayed_work->work) should be used only if ->timer is not
2464  * pending, otherwise it goes into a busy-wait loop until the timer expires.
2465  *
2466  * The caller must ensure that workqueue_struct on which this work was last
2467  * queued can't be destroyed before this function returns.
2468  */
2469 int cancel_work_sync(struct work_struct *work)
2470 {
2471         return __cancel_work_timer(work, NULL);
2472 }
2473 EXPORT_SYMBOL_GPL(cancel_work_sync);
2474
2475 /**
2476  * cancel_delayed_work_sync - reliably kill off a delayed work.
2477  * @dwork: the delayed work struct
2478  *
2479  * Returns true if @dwork was pending.
2480  *
2481  * It is possible to use this function if @dwork rearms itself via queue_work()
2482  * or queue_delayed_work(). See also the comment for cancel_work_sync().
2483  */
2484 int cancel_delayed_work_sync(struct delayed_work *dwork)
2485 {
2486         return __cancel_work_timer(&dwork->work, &dwork->timer);
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL(cancel_delayed_work_sync);
2489
2490 /**
2491  * schedule_work - put work task in global workqueue
2492  * @work: job to be done
2493  *
2494  * Returns zero if @work was already on the kernel-global workqueue and
2495  * non-zero otherwise.
2496  *
2497  * This puts a job in the kernel-global workqueue if it was not already
2498  * queued and leaves it in the same position on the kernel-global
2499  * workqueue otherwise.
2500  */
2501 int schedule_work(struct work_struct *work)
2502 {
2503         return queue_work(system_wq, work);
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(schedule_work);
2506
2507 /*
2508  * schedule_work_on - put work task on a specific cpu
2509  * @cpu: cpu to put the work task on
2510  * @work: job to be done
2511  *
2512  * This puts a job on a specific cpu
2513  */
2514 int schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
2515 {
2516         return queue_work_on(cpu, system_wq, work);
2517 }
2518 EXPORT_SYMBOL(schedule_work_on);
2519
2520 /**
2521  * schedule_delayed_work - put work task in global workqueue after delay
2522  * @dwork: job to be done
2523  * @delay: number of jiffies to wait or 0 for immediate execution
2524  *
2525  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2526  * workqueue.
2527  */
2528 int schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
2529                                         unsigned long delay)
2530 {
2531         return queue_delayed_work(system_wq, dwork, delay);
2532 }
2533 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work);
2534
2535 /**
2536  * flush_delayed_work - block until a dwork_struct's callback has terminated
2537  * @dwork: the delayed work which is to be flushed
2538  *
2539  * Any timeout is cancelled, and any pending work is run immediately.
2540  */
2541 void flush_delayed_work(struct delayed_work *dwork)
2542 {
2543         if (del_timer_sync(&dwork->timer)) {
2544                 __queue_work(get_cpu(), get_work_cwq(&dwork->work)->wq,
2545                              &dwork->work);
2546                 put_cpu();
2547         }
2548         flush_work(&dwork->work);
2549 }
2550 EXPORT_SYMBOL(flush_delayed_work);
2551
2552 /**
2553  * schedule_delayed_work_on - queue work in global workqueue on CPU after delay
2554  * @cpu: cpu to use
2555  * @dwork: job to be done
2556  * @delay: number of jiffies to wait
2557  *
2558  * After waiting for a given time this puts a job in the kernel-global
2559  * workqueue on the specified CPU.
2560  */
2561 int schedule_delayed_work_on(int cpu,
2562                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2563 {
2564         return queue_delayed_work_on(cpu, system_wq, dwork, delay);
2565 }
2566 EXPORT_SYMBOL(schedule_delayed_work_on);
2567
2568 /**
2569  * schedule_on_each_cpu - call a function on each online CPU from keventd
2570  * @func: the function to call
2571  *
2572  * Returns zero on success.
2573  * Returns -ve errno on failure.
2574  *
2575  * schedule_on_each_cpu() is very slow.
2576  */
2577 int schedule_on_each_cpu(work_func_t func)
2578 {
2579         int cpu;
2580         struct work_struct __percpu *works;
2581
2582         works = alloc_percpu(struct work_struct);
2583         if (!works)
2584                 return -ENOMEM;
2585
2586         get_online_cpus();
2587
2588         for_each_online_cpu(cpu) {
2589                 struct work_struct *work = per_cpu_ptr(works, cpu);
2590
2591                 INIT_WORK(work, func);
2592                 schedule_work_on(cpu, work);
2593         }
2594
2595         for_each_online_cpu(cpu)
2596                 flush_work(per_cpu_ptr(works, cpu));
2597
2598         put_online_cpus();
2599         free_percpu(works);
2600         return 0;
2601 }
2602
2603 /**
2604  * flush_scheduled_work - ensure that any scheduled work has run to completion.
2605  *
2606  * Forces execution of the kernel-global workqueue and blocks until its
2607  * completion.
2608  *
2609  * Think twice before calling this function!  It's very easy to get into
2610  * trouble if you don't take great care.  Either of the following situations
2611  * will lead to deadlock:
2612  *
2613  *      One of the work items currently on the workqueue needs to acquire
2614  *      a lock held by your code or its caller.
2615  *
2616  *      Your code is running in the context of a work routine.
2617  *
2618  * They will be detected by lockdep when they occur, but the first might not
2619  * occur very often.  It depends on what work items are on the workqueue and
2620  * what locks they need, which you have no control over.
2621  *
2622  * In most situations flushing the entire workqueue is overkill; you merely
2623  * need to know that a particular work item isn't queued and isn't running.
2624  * In such cases you should use cancel_delayed_work_sync() or
2625  * cancel_work_sync() instead.
2626  */
2627 void flush_scheduled_work(void)
2628 {
2629         flush_workqueue(system_wq);
2630 }
2631 EXPORT_SYMBOL(flush_scheduled_work);
2632
2633 /**
2634  * execute_in_process_context - reliably execute the routine with user context
2635  * @fn:         the function to execute
2636  * @ew:         guaranteed storage for the execute work structure (must
2637  *              be available when the work executes)
2638  *
2639  * Executes the function immediately if process context is available,
2640  * otherwise schedules the function for delayed execution.
2641  *
2642  * Returns:     0 - function was executed
2643  *              1 - function was scheduled for execution
2644  */
2645 int execute_in_process_context(work_func_t fn, struct execute_work *ew)
2646 {
2647         if (!in_interrupt()) {
2648                 fn(&ew->work);
2649                 return 0;
2650         }
2651
2652         INIT_WORK(&ew->work, fn);
2653         schedule_work(&ew->work);
2654
2655         return 1;
2656 }
2657 EXPORT_SYMBOL_GPL(execute_in_process_context);
2658
2659 int keventd_up(void)
2660 {
2661         return system_wq != NULL;
2662 }
2663
2664 static int alloc_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
2665 {
2666         /*
2667          * cwqs are forced aligned according to WORK_STRUCT_FLAG_BITS.
2668          * Make sure that the alignment isn't lower than that of
2669          * unsigned long long.
2670          */
2671         const size_t size = sizeof(struct cpu_workqueue_struct);
2672         const size_t align = max_t(size_t, 1 << WORK_STRUCT_FLAG_BITS,
2673                                    __alignof__(unsigned long long));
2674 #ifdef CONFIG_SMP
2675         bool percpu = !(wq->flags & WQ_UNBOUND);
2676 #else
2677         bool percpu = false;
2678 #endif
2679
2680         if (percpu)
2681                 wq->cpu_wq.pcpu = __alloc_percpu(size, align);
2682         else {
2683                 void *ptr;
2684
2685                 /*
2686                  * Allocate enough room to align cwq and put an extra
2687                  * pointer at the end pointing back to the originally
2688                  * allocated pointer which will be used for free.
2689                  */
2690                 ptr = kzalloc(size + align + sizeof(void *), GFP_KERNEL);
2691                 if (ptr) {
2692                         wq->cpu_wq.single = PTR_ALIGN(ptr, align);
2693                         *(void **)(wq->cpu_wq.single + 1) = ptr;
2694                 }
2695         }
2696
2697         /* just in case, make sure it's actually aligned */
2698         BUG_ON(!IS_ALIGNED(wq->cpu_wq.v, align));
2699         return wq->cpu_wq.v ? 0 : -ENOMEM;
2700 }
2701
2702 static void free_cwqs(struct workqueue_struct *wq)
2703 {
2704 #ifdef CONFIG_SMP
2705         bool percpu = !(wq->flags & WQ_UNBOUND);
2706 #else
2707         bool percpu = false;
2708 #endif
2709
2710         if (percpu)
2711                 free_percpu(wq->cpu_wq.pcpu);
2712         else if (wq->cpu_wq.single) {
2713                 /* the pointer to free is stored right after the cwq */
2714                 kfree(*(void **)(wq->cpu_wq.single + 1));
2715         }
2716 }
2717
2718 static int wq_clamp_max_active(int max_active, unsigned int flags,
2719                                const char *name)
2720 {
2721         int lim = flags & WQ_UNBOUND ? WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE : WQ_MAX_ACTIVE;
2722
2723         if (max_active < 1 || max_active > lim)
2724                 printk(KERN_WARNING "workqueue: max_active %d requested for %s "
2725                        "is out of range, clamping between %d and %d\n",
2726                        max_active, name, 1, lim);
2727
2728         return clamp_val(max_active, 1, lim);
2729 }
2730
2731 struct workqueue_struct *__alloc_workqueue_key(const char *name,
2732                                                unsigned int flags,
2733                                                int max_active,
2734                                                struct lock_class_key *key,
2735                                                const char *lock_name)
2736 {
2737         struct workqueue_struct *wq;
2738         unsigned int cpu;
2739
2740         /*
2741          * Unbound workqueues aren't concurrency managed and should be
2742          * dispatched to workers immediately.
2743          */
2744         if (flags & WQ_UNBOUND)
2745                 flags |= WQ_HIGHPRI;
2746
2747         max_active = max_active ?: WQ_DFL_ACTIVE;
2748         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, flags, name);
2749
2750         wq = kzalloc(sizeof(*wq), GFP_KERNEL);
2751         if (!wq)
2752                 goto err;
2753
2754         wq->flags = flags;
2755         wq->saved_max_active = max_active;
2756         mutex_init(&wq->flush_mutex);
2757         atomic_set(&wq->nr_cwqs_to_flush, 0);
2758         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_queue);
2759         INIT_LIST_HEAD(&wq->flusher_overflow);
2760
2761         wq->name = name;
2762         lockdep_init_map(&wq->lockdep_map, lock_name, key, 0);
2763         INIT_LIST_HEAD(&wq->list);
2764
2765         if (alloc_cwqs(wq) < 0)
2766                 goto err;
2767
2768         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2769                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2770                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
2771
2772                 BUG_ON((unsigned long)cwq & WORK_STRUCT_FLAG_MASK);
2773                 cwq->gcwq = gcwq;
2774                 cwq->wq = wq;
2775                 cwq->flush_color = -1;
2776                 cwq->max_active = max_active;
2777                 INIT_LIST_HEAD(&cwq->delayed_works);
2778         }
2779
2780         if (flags & WQ_RESCUER) {
2781                 struct worker *rescuer;
2782
2783                 if (!alloc_mayday_mask(&wq->mayday_mask, GFP_KERNEL))
2784                         goto err;
2785
2786                 wq->rescuer = rescuer = alloc_worker();
2787                 if (!rescuer)
2788                         goto err;
2789
2790                 rescuer->task = kthread_create(rescuer_thread, wq, "%s", name);
2791                 if (IS_ERR(rescuer->task))
2792                         goto err;
2793
2794                 wq->rescuer = rescuer;
2795                 rescuer->task->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2796                 wake_up_process(rescuer->task);
2797         }
2798
2799         /*
2800          * workqueue_lock protects global freeze state and workqueues
2801          * list.  Grab it, set max_active accordingly and add the new
2802          * workqueue to workqueues list.
2803          */
2804         spin_lock(&workqueue_lock);
2805
2806         if (workqueue_freezing && wq->flags & WQ_FREEZEABLE)
2807                 for_each_cwq_cpu(cpu, wq)
2808                         get_cwq(cpu, wq)->max_active = 0;
2809
2810         list_add(&wq->list, &workqueues);
2811
2812         spin_unlock(&workqueue_lock);
2813
2814         return wq;
2815 err:
2816         if (wq) {
2817                 free_cwqs(wq);
2818                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
2819                 kfree(wq->rescuer);
2820                 kfree(wq);
2821         }
2822         return NULL;
2823 }
2824 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_workqueue_key);
2825
2826 /**
2827  * destroy_workqueue - safely terminate a workqueue
2828  * @wq: target workqueue
2829  *
2830  * Safely destroy a workqueue. All work currently pending will be done first.
2831  */
2832 void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq)
2833 {
2834         unsigned int cpu;
2835
2836         flush_workqueue(wq);
2837
2838         /*
2839          * wq list is used to freeze wq, remove from list after
2840          * flushing is complete in case freeze races us.
2841          */
2842         spin_lock(&workqueue_lock);
2843         list_del(&wq->list);
2844         spin_unlock(&workqueue_lock);
2845
2846         /* sanity check */
2847         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2848                 struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2849                 int i;
2850
2851                 for (i = 0; i < WORK_NR_COLORS; i++)
2852                         BUG_ON(cwq->nr_in_flight[i]);
2853                 BUG_ON(cwq->nr_active);
2854                 BUG_ON(!list_empty(&cwq->delayed_works));
2855         }
2856
2857         if (wq->flags & WQ_RESCUER) {
2858                 kthread_stop(wq->rescuer->task);
2859                 free_mayday_mask(wq->mayday_mask);
2860         }
2861
2862         free_cwqs(wq);
2863         kfree(wq);
2864 }
2865 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_workqueue);
2866
2867 /**
2868  * workqueue_set_max_active - adjust max_active of a workqueue
2869  * @wq: target workqueue
2870  * @max_active: new max_active value.
2871  *
2872  * Set max_active of @wq to @max_active.
2873  *
2874  * CONTEXT:
2875  * Don't call from IRQ context.
2876  */
2877 void workqueue_set_max_active(struct workqueue_struct *wq, int max_active)
2878 {
2879         unsigned int cpu;
2880
2881         max_active = wq_clamp_max_active(max_active, wq->flags, wq->name);
2882
2883         spin_lock(&workqueue_lock);
2884
2885         wq->saved_max_active = max_active;
2886
2887         for_each_cwq_cpu(cpu, wq) {
2888                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
2889
2890                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
2891
2892                 if (!(wq->flags & WQ_FREEZEABLE) ||
2893                     !(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING))
2894                         get_cwq(gcwq->cpu, wq)->max_active = max_active;
2895
2896                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
2897         }
2898
2899         spin_unlock(&workqueue_lock);
2900 }
2901 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_set_max_active);
2902
2903 /**
2904  * workqueue_congested - test whether a workqueue is congested
2905  * @cpu: CPU in question
2906  * @wq: target workqueue
2907  *
2908  * Test whether @wq's cpu workqueue for @cpu is congested.  There is
2909  * no synchronization around this function and the test result is
2910  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
2911  *
2912  * RETURNS:
2913  * %true if congested, %false otherwise.
2914  */
2915 bool workqueue_congested(unsigned int cpu, struct workqueue_struct *wq)
2916 {
2917         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
2918
2919         return !list_empty(&cwq->delayed_works);
2920 }
2921 EXPORT_SYMBOL_GPL(workqueue_congested);
2922
2923 /**
2924  * work_cpu - return the last known associated cpu for @work
2925  * @work: the work of interest
2926  *
2927  * RETURNS:
2928  * CPU number if @work was ever queued.  WORK_CPU_NONE otherwise.
2929  */
2930 unsigned int work_cpu(struct work_struct *work)
2931 {
2932         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
2933
2934         return gcwq ? gcwq->cpu : WORK_CPU_NONE;
2935 }
2936 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_cpu);
2937
2938 /**
2939  * work_busy - test whether a work is currently pending or running
2940  * @work: the work to be tested
2941  *
2942  * Test whether @work is currently pending or running.  There is no
2943  * synchronization around this function and the test result is
2944  * unreliable and only useful as advisory hints or for debugging.
2945  * Especially for reentrant wqs, the pending state might hide the
2946  * running state.
2947  *
2948  * RETURNS:
2949  * OR'd bitmask of WORK_BUSY_* bits.
2950  */
2951 unsigned int work_busy(struct work_struct *work)
2952 {
2953         struct global_cwq *gcwq = get_work_gcwq(work);
2954         unsigned long flags;
2955         unsigned int ret = 0;
2956
2957         if (!gcwq)
2958                 return false;
2959
2960         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
2961
2962         if (work_pending(work))
2963                 ret |= WORK_BUSY_PENDING;
2964         if (find_worker_executing_work(gcwq, work))
2965                 ret |= WORK_BUSY_RUNNING;
2966
2967         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
2968
2969         return ret;
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_busy);
2972
2973 /*
2974  * CPU hotplug.
2975  *
2976  * There are two challenges in supporting CPU hotplug.  Firstly, there
2977  * are a lot of assumptions on strong associations among work, cwq and
2978  * gcwq which make migrating pending and scheduled works very
2979  * difficult to implement without impacting hot paths.  Secondly,
2980  * gcwqs serve mix of short, long and very long running works making
2981  * blocked draining impractical.
2982  *
2983  * This is solved by allowing a gcwq to be detached from CPU, running
2984  * it with unbound (rogue) workers and allowing it to be reattached
2985  * later if the cpu comes back online.  A separate thread is created
2986  * to govern a gcwq in such state and is called the trustee of the
2987  * gcwq.
2988  *
2989  * Trustee states and their descriptions.
2990  *
2991  * START        Command state used on startup.  On CPU_DOWN_PREPARE, a
2992  *              new trustee is started with this state.
2993  *
2994  * IN_CHARGE    Once started, trustee will enter this state after
2995  *              assuming the manager role and making all existing
2996  *              workers rogue.  DOWN_PREPARE waits for trustee to
2997  *              enter this state.  After reaching IN_CHARGE, trustee
2998  *              tries to execute the pending worklist until it's empty
2999  *              and the state is set to BUTCHER, or the state is set
3000  *              to RELEASE.
3001  *
3002  * BUTCHER      Command state which is set by the cpu callback after
3003  *              the cpu has went down.  Once this state is set trustee
3004  *              knows that there will be no new works on the worklist
3005  *              and once the worklist is empty it can proceed to
3006  *              killing idle workers.
3007  *
3008  * RELEASE      Command state which is set by the cpu callback if the
3009  *              cpu down has been canceled or it has come online
3010  *              again.  After recognizing this state, trustee stops
3011  *              trying to drain or butcher and clears ROGUE, rebinds
3012  *              all remaining workers back to the cpu and releases
3013  *              manager role.
3014  *
3015  * DONE         Trustee will enter this state after BUTCHER or RELEASE
3016  *              is complete.
3017  *
3018  *          trustee                 CPU                draining
3019  *         took over                down               complete
3020  * START -----------> IN_CHARGE -----------> BUTCHER -----------> DONE
3021  *                        |                     |                  ^
3022  *                        | CPU is back online  v   return workers |
3023  *                         ----------------> RELEASE --------------
3024  */
3025
3026 /**
3027  * trustee_wait_event_timeout - timed event wait for trustee
3028  * @cond: condition to wait for
3029  * @timeout: timeout in jiffies
3030  *
3031  * wait_event_timeout() for trustee to use.  Handles locking and
3032  * checks for RELEASE request.
3033  *
3034  * CONTEXT:
3035  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
3036  * multiple times.  To be used by trustee.
3037  *
3038  * RETURNS:
3039  * Positive indicating left time if @cond is satisfied, 0 if timed
3040  * out, -1 if canceled.
3041  */
3042 #define trustee_wait_event_timeout(cond, timeout) ({                    \
3043         long __ret = (timeout);                                         \
3044         while (!((cond) || (gcwq->trustee_state == TRUSTEE_RELEASE)) && \
3045                __ret) {                                                 \
3046                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);                           \
3047                 __wait_event_timeout(gcwq->trustee_wait, (cond) ||      \
3048                         (gcwq->trustee_state == TRUSTEE_RELEASE),       \
3049                         __ret);                                         \
3050                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);                             \
3051         }                                                               \
3052         gcwq->trustee_state == TRUSTEE_RELEASE ? -1 : (__ret);          \
3053 })
3054
3055 /**
3056  * trustee_wait_event - event wait for trustee
3057  * @cond: condition to wait for
3058  *
3059  * wait_event() for trustee to use.  Automatically handles locking and
3060  * checks for CANCEL request.
3061  *
3062  * CONTEXT:
3063  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
3064  * multiple times.  To be used by trustee.
3065  *
3066  * RETURNS:
3067  * 0 if @cond is satisfied, -1 if canceled.
3068  */
3069 #define trustee_wait_event(cond) ({                                     \
3070         long __ret1;                                                    \
3071         __ret1 = trustee_wait_event_timeout(cond, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);\
3072         __ret1 < 0 ? -1 : 0;                                            \
3073 })
3074
3075 static int __cpuinit trustee_thread(void *__gcwq)
3076 {
3077         struct global_cwq *gcwq = __gcwq;
3078         struct worker *worker;
3079         struct work_struct *work;
3080         struct hlist_node *pos;
3081         long rc;
3082         int i;
3083
3084         BUG_ON(gcwq->cpu != smp_processor_id());
3085
3086         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3087         /*
3088          * Claim the manager position and make all workers rogue.
3089          * Trustee must be bound to the target cpu and can't be
3090          * cancelled.
3091          */
3092         BUG_ON(gcwq->cpu != smp_processor_id());
3093         rc = trustee_wait_event(!(gcwq->flags & GCWQ_MANAGING_WORKERS));
3094         BUG_ON(rc < 0);
3095
3096         gcwq->flags |= GCWQ_MANAGING_WORKERS;
3097
3098         list_for_each_entry(worker, &gcwq->idle_list, entry)
3099                 worker->flags |= WORKER_ROGUE;
3100
3101         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq)
3102                 worker->flags |= WORKER_ROGUE;
3103
3104         /*
3105          * Call schedule() so that we cross rq->lock and thus can
3106          * guarantee sched callbacks see the rogue flag.  This is
3107          * necessary as scheduler callbacks may be invoked from other
3108          * cpus.
3109          */
3110         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3111         schedule();
3112         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3113
3114         /*
3115          * Sched callbacks are disabled now.  Zap nr_running.  After
3116          * this, nr_running stays zero and need_more_worker() and
3117          * keep_working() are always true as long as the worklist is
3118          * not empty.
3119          */
3120         atomic_set(get_gcwq_nr_running(gcwq->cpu), 0);
3121
3122         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3123         del_timer_sync(&gcwq->idle_timer);
3124         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3125
3126         /*
3127          * We're now in charge.  Notify and proceed to drain.  We need
3128          * to keep the gcwq running during the whole CPU down
3129          * procedure as other cpu hotunplug callbacks may need to
3130          * flush currently running tasks.
3131          */
3132         gcwq->trustee_state = TRUSTEE_IN_CHARGE;
3133         wake_up_all(&gcwq->trustee_wait);
3134
3135         /*
3136          * The original cpu is in the process of dying and may go away
3137          * anytime now.  When that happens, we and all workers would
3138          * be migrated to other cpus.  Try draining any left work.  We
3139          * want to get it over with ASAP - spam rescuers, wake up as
3140          * many idlers as necessary and create new ones till the
3141          * worklist is empty.  Note that if the gcwq is frozen, there
3142          * may be frozen works in freezeable cwqs.  Don't declare
3143          * completion while frozen.
3144          */
3145         while (gcwq->nr_workers != gcwq->nr_idle ||
3146                gcwq->flags & GCWQ_FREEZING ||
3147                gcwq->trustee_state == TRUSTEE_IN_CHARGE) {
3148                 int nr_works = 0;
3149
3150                 list_for_each_entry(work, &gcwq->worklist, entry) {
3151                         send_mayday(work);
3152                         nr_works++;
3153                 }
3154
3155                 list_for_each_entry(worker, &gcwq->idle_list, entry) {
3156                         if (!nr_works--)
3157                                 break;
3158                         wake_up_process(worker->task);
3159                 }
3160
3161                 if (need_to_create_worker(gcwq)) {
3162                         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3163                         worker = create_worker(gcwq, false);
3164                         spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3165                         if (worker) {
3166                                 worker->flags |= WORKER_ROGUE;
3167                                 start_worker(worker);
3168                         }
3169                 }
3170
3171                 /* give a breather */
3172                 if (trustee_wait_event_timeout(false, TRUSTEE_COOLDOWN) < 0)
3173                         break;
3174         }
3175
3176         /*
3177          * Either all works have been scheduled and cpu is down, or
3178          * cpu down has already been canceled.  Wait for and butcher
3179          * all workers till we're canceled.
3180          */
3181         do {
3182                 rc = trustee_wait_event(!list_empty(&gcwq->idle_list));
3183                 while (!list_empty(&gcwq->idle_list))
3184                         destroy_worker(list_first_entry(&gcwq->idle_list,
3185                                                         struct worker, entry));
3186         } while (gcwq->nr_workers && rc >= 0);
3187
3188         /*
3189          * At this point, either draining has completed and no worker
3190          * is left, or cpu down has been canceled or the cpu is being
3191          * brought back up.  There shouldn't be any idle one left.
3192          * Tell the remaining busy ones to rebind once it finishes the
3193          * currently scheduled works by scheduling the rebind_work.
3194          */
3195         WARN_ON(!list_empty(&gcwq->idle_list));
3196
3197         for_each_busy_worker(worker, i, pos, gcwq) {
3198                 struct work_struct *rebind_work = &worker->rebind_work;
3199
3200                 /*
3201                  * Rebind_work may race with future cpu hotplug
3202                  * operations.  Use a separate flag to mark that
3203                  * rebinding is scheduled.
3204                  */
3205                 worker->flags |= WORKER_REBIND;
3206                 worker->flags &= ~WORKER_ROGUE;
3207
3208                 /* queue rebind_work, wq doesn't matter, use the default one */
3209                 if (test_and_set_bit(WORK_STRUCT_PENDING_BIT,
3210                                      work_data_bits(rebind_work)))
3211                         continue;
3212
3213                 debug_work_activate(rebind_work);
3214                 insert_work(get_cwq(gcwq->cpu, system_wq), rebind_work,
3215                             worker->scheduled.next,
3216                             work_color_to_flags(WORK_NO_COLOR));
3217         }
3218
3219         /* relinquish manager role */
3220         gcwq->flags &= ~GCWQ_MANAGING_WORKERS;
3221
3222         /* notify completion */
3223         gcwq->trustee = NULL;
3224         gcwq->trustee_state = TRUSTEE_DONE;
3225         wake_up_all(&gcwq->trustee_wait);
3226         spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3227         return 0;
3228 }
3229
3230 /**
3231  * wait_trustee_state - wait for trustee to enter the specified state
3232  * @gcwq: gcwq the trustee of interest belongs to
3233  * @state: target state to wait for
3234  *
3235  * Wait for the trustee to reach @state.  DONE is already matched.
3236  *
3237  * CONTEXT:
3238  * spin_lock_irq(gcwq->lock) which may be released and regrabbed
3239  * multiple times.  To be used by cpu_callback.
3240  */
3241 static void __cpuinit wait_trustee_state(struct global_cwq *gcwq, int state)
3242 {
3243         if (!(gcwq->trustee_state == state ||
3244               gcwq->trustee_state == TRUSTEE_DONE)) {
3245                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3246                 __wait_event(gcwq->trustee_wait,
3247                              gcwq->trustee_state == state ||
3248                              gcwq->trustee_state == TRUSTEE_DONE);
3249                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3250         }
3251 }
3252
3253 static int __devinit workqueue_cpu_callback(struct notifier_block *nfb,
3254                                                 unsigned long action,
3255                                                 void *hcpu)
3256 {
3257         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
3258         struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3259         struct task_struct *new_trustee = NULL;
3260         struct worker *uninitialized_var(new_worker);
3261         unsigned long flags;
3262
3263         action &= ~CPU_TASKS_FROZEN;
3264
3265         switch (action) {
3266         case CPU_DOWN_PREPARE:
3267                 new_trustee = kthread_create(trustee_thread, gcwq,
3268                                              "workqueue_trustee/%d\n", cpu);
3269                 if (IS_ERR(new_trustee))
3270                         return notifier_from_errno(PTR_ERR(new_trustee));
3271                 kthread_bind(new_trustee, cpu);
3272                 /* fall through */
3273         case CPU_UP_PREPARE:
3274                 BUG_ON(gcwq->first_idle);
3275                 new_worker = create_worker(gcwq, false);
3276                 if (!new_worker) {
3277                         if (new_trustee)
3278                                 kthread_stop(new_trustee);
3279                         return NOTIFY_BAD;
3280                 }
3281         }
3282
3283         /* some are called w/ irq disabled, don't disturb irq status */
3284         spin_lock_irqsave(&gcwq->lock, flags);
3285
3286         switch (action) {
3287         case CPU_DOWN_PREPARE:
3288                 /* initialize trustee and tell it to acquire the gcwq */
3289                 BUG_ON(gcwq->trustee || gcwq->trustee_state != TRUSTEE_DONE);
3290                 gcwq->trustee = new_trustee;
3291                 gcwq->trustee_state = TRUSTEE_START;
3292                 wake_up_process(gcwq->trustee);
3293                 wait_trustee_state(gcwq, TRUSTEE_IN_CHARGE);
3294                 /* fall through */
3295         case CPU_UP_PREPARE:
3296                 BUG_ON(gcwq->first_idle);
3297                 gcwq->first_idle = new_worker;
3298                 break;
3299
3300         case CPU_DYING:
3301                 /*
3302                  * Before this, the trustee and all workers except for
3303                  * the ones which are still executing works from
3304                  * before the last CPU down must be on the cpu.  After
3305                  * this, they'll all be diasporas.
3306                  */
3307                 gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3308                 break;
3309
3310         case CPU_POST_DEAD:
3311                 gcwq->trustee_state = TRUSTEE_BUTCHER;
3312                 /* fall through */
3313         case CPU_UP_CANCELED:
3314                 destroy_worker(gcwq->first_idle);
3315                 gcwq->first_idle = NULL;
3316                 break;
3317
3318         case CPU_DOWN_FAILED:
3319         case CPU_ONLINE:
3320                 gcwq->flags &= ~GCWQ_DISASSOCIATED;
3321                 if (gcwq->trustee_state != TRUSTEE_DONE) {
3322                         gcwq->trustee_state = TRUSTEE_RELEASE;
3323                         wake_up_process(gcwq->trustee);
3324                         wait_trustee_state(gcwq, TRUSTEE_DONE);
3325                 }
3326
3327                 /*
3328                  * Trustee is done and there might be no worker left.
3329                  * Put the first_idle in and request a real manager to
3330                  * take a look.
3331                  */
3332                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3333                 kthread_bind(gcwq->first_idle->task, cpu);
3334                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3335                 gcwq->flags |= GCWQ_MANAGE_WORKERS;
3336                 start_worker(gcwq->first_idle);
3337                 gcwq->first_idle = NULL;
3338                 break;
3339         }
3340
3341         spin_unlock_irqrestore(&gcwq->lock, flags);
3342
3343         return notifier_from_errno(0);
3344 }
3345
3346 #ifdef CONFIG_SMP
3347
3348 struct work_for_cpu {
3349         struct completion completion;
3350         long (*fn)(void *);
3351         void *arg;
3352         long ret;
3353 };
3354
3355 static int do_work_for_cpu(void *_wfc)
3356 {
3357         struct work_for_cpu *wfc = _wfc;
3358         wfc->ret = wfc->fn(wfc->arg);
3359         complete(&wfc->completion);
3360         return 0;
3361 }
3362
3363 /**
3364  * work_on_cpu - run a function in user context on a particular cpu
3365  * @cpu: the cpu to run on
3366  * @fn: the function to run
3367  * @arg: the function arg
3368  *
3369  * This will return the value @fn returns.
3370  * It is up to the caller to ensure that the cpu doesn't go offline.
3371  * The caller must not hold any locks which would prevent @fn from completing.
3372  */
3373 long work_on_cpu(unsigned int cpu, long (*fn)(void *), void *arg)
3374 {
3375         struct task_struct *sub_thread;
3376         struct work_for_cpu wfc = {
3377                 .completion = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(wfc.completion),
3378                 .fn = fn,
3379                 .arg = arg,
3380         };
3381
3382         sub_thread = kthread_create(do_work_for_cpu, &wfc, "work_for_cpu");
3383         if (IS_ERR(sub_thread))
3384                 return PTR_ERR(sub_thread);
3385         kthread_bind(sub_thread, cpu);
3386         wake_up_process(sub_thread);
3387         wait_for_completion(&wfc.completion);
3388         return wfc.ret;
3389 }
3390 EXPORT_SYMBOL_GPL(work_on_cpu);
3391 #endif /* CONFIG_SMP */
3392
3393 #ifdef CONFIG_FREEZER
3394
3395 /**
3396  * freeze_workqueues_begin - begin freezing workqueues
3397  *
3398  * Start freezing workqueues.  After this function returns, all
3399  * freezeable workqueues will queue new works to their frozen_works
3400  * list instead of gcwq->worklist.
3401  *
3402  * CONTEXT:
3403  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3404  */
3405 void freeze_workqueues_begin(void)
3406 {
3407         unsigned int cpu;
3408
3409         spin_lock(&workqueue_lock);
3410
3411         BUG_ON(workqueue_freezing);
3412         workqueue_freezing = true;
3413
3414         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3415                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3416                 struct workqueue_struct *wq;
3417
3418                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3419
3420                 BUG_ON(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING);
3421                 gcwq->flags |= GCWQ_FREEZING;
3422
3423                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3424                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3425
3426                         if (cwq && wq->flags & WQ_FREEZEABLE)
3427                                 cwq->max_active = 0;
3428                 }
3429
3430                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3431         }
3432
3433         spin_unlock(&workqueue_lock);
3434 }
3435
3436 /**
3437  * freeze_workqueues_busy - are freezeable workqueues still busy?
3438  *
3439  * Check whether freezing is complete.  This function must be called
3440  * between freeze_workqueues_begin() and thaw_workqueues().
3441  *
3442  * CONTEXT:
3443  * Grabs and releases workqueue_lock.
3444  *
3445  * RETURNS:
3446  * %true if some freezeable workqueues are still busy.  %false if
3447  * freezing is complete.
3448  */
3449 bool freeze_workqueues_busy(void)
3450 {
3451         unsigned int cpu;
3452         bool busy = false;
3453
3454         spin_lock(&workqueue_lock);
3455
3456         BUG_ON(!workqueue_freezing);
3457
3458         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3459                 struct workqueue_struct *wq;
3460                 /*
3461                  * nr_active is monotonically decreasing.  It's safe
3462                  * to peek without lock.
3463                  */
3464                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3465                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3466
3467                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZEABLE))
3468                                 continue;
3469
3470                         BUG_ON(cwq->nr_active < 0);
3471                         if (cwq->nr_active) {
3472                                 busy = true;
3473                                 goto out_unlock;
3474                         }
3475                 }
3476         }
3477 out_unlock:
3478         spin_unlock(&workqueue_lock);
3479         return busy;
3480 }
3481
3482 /**
3483  * thaw_workqueues - thaw workqueues
3484  *
3485  * Thaw workqueues.  Normal queueing is restored and all collected
3486  * frozen works are transferred to their respective gcwq worklists.
3487  *
3488  * CONTEXT:
3489  * Grabs and releases workqueue_lock and gcwq->lock's.
3490  */
3491 void thaw_workqueues(void)
3492 {
3493         unsigned int cpu;
3494
3495         spin_lock(&workqueue_lock);
3496
3497         if (!workqueue_freezing)
3498                 goto out_unlock;
3499
3500         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3501                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3502                 struct workqueue_struct *wq;
3503
3504                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3505
3506                 BUG_ON(!(gcwq->flags & GCWQ_FREEZING));
3507                 gcwq->flags &= ~GCWQ_FREEZING;
3508
3509                 list_for_each_entry(wq, &workqueues, list) {
3510                         struct cpu_workqueue_struct *cwq = get_cwq(cpu, wq);
3511
3512                         if (!cwq || !(wq->flags & WQ_FREEZEABLE))
3513                                 continue;
3514
3515                         /* restore max_active and repopulate worklist */
3516                         cwq->max_active = wq->saved_max_active;
3517
3518                         while (!list_empty(&cwq->delayed_works) &&
3519                                cwq->nr_active < cwq->max_active)
3520                                 cwq_activate_first_delayed(cwq);
3521                 }
3522
3523                 wake_up_worker(gcwq);
3524
3525                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3526         }
3527
3528         workqueue_freezing = false;
3529 out_unlock:
3530         spin_unlock(&workqueue_lock);
3531 }
3532 #endif /* CONFIG_FREEZER */
3533
3534 static int __init init_workqueues(void)
3535 {
3536         unsigned int cpu;
3537         int i;
3538
3539         cpu_notifier(workqueue_cpu_callback, CPU_PRI_WORKQUEUE);
3540
3541         /* initialize gcwqs */
3542         for_each_gcwq_cpu(cpu) {
3543                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3544
3545                 spin_lock_init(&gcwq->lock);
3546                 INIT_LIST_HEAD(&gcwq->worklist);
3547                 gcwq->cpu = cpu;
3548                 if (cpu == WORK_CPU_UNBOUND)
3549                         gcwq->flags |= GCWQ_DISASSOCIATED;
3550
3551                 INIT_LIST_HEAD(&gcwq->idle_list);
3552                 for (i = 0; i < BUSY_WORKER_HASH_SIZE; i++)
3553                         INIT_HLIST_HEAD(&gcwq->busy_hash[i]);
3554
3555                 init_timer_deferrable(&gcwq->idle_timer);
3556                 gcwq->idle_timer.function = idle_worker_timeout;
3557                 gcwq->idle_timer.data = (unsigned long)gcwq;
3558
3559                 setup_timer(&gcwq->mayday_timer, gcwq_mayday_timeout,
3560                             (unsigned long)gcwq);
3561
3562                 ida_init(&gcwq->worker_ida);
3563
3564                 gcwq->trustee_state = TRUSTEE_DONE;
3565                 init_waitqueue_head(&gcwq->trustee_wait);
3566         }
3567
3568         /* create the initial worker */
3569         for_each_online_gcwq_cpu(cpu) {
3570                 struct global_cwq *gcwq = get_gcwq(cpu);
3571                 struct worker *worker;
3572
3573                 worker = create_worker(gcwq, true);
3574                 BUG_ON(!worker);
3575                 spin_lock_irq(&gcwq->lock);
3576                 start_worker(worker);
3577                 spin_unlock_irq(&gcwq->lock);
3578         }
3579
3580         system_wq = alloc_workqueue("events", 0, 0);
3581         system_long_wq = alloc_workqueue("events_long", 0, 0);
3582         system_nrt_wq = alloc_workqueue("events_nrt", WQ_NON_REENTRANT, 0);
3583         system_unbound_wq = alloc_workqueue("events_unbound", WQ_UNBOUND,
3584                                             WQ_UNBOUND_MAX_ACTIVE);
3585         BUG_ON(!system_wq || !system_long_wq || !system_nrt_wq);
3586         return 0;
3587 }
3588 early_initcall(init_workqueues);