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