kthread: Do not use TIMER_IRQSAFE
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / kthread.c
1 /* Kernel thread helper functions.
2  *   Copyright (C) 2004 IBM Corporation, Rusty Russell.
3  *
4  * Creation is done via kthreadd, so that we get a clean environment
5  * even if we're invoked from userspace (think modprobe, hotplug cpu,
6  * etc.).
7  */
8 #include <uapi/linux/sched/types.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/sched/task.h>
11 #include <linux/kthread.h>
12 #include <linux/completion.h>
13 #include <linux/err.h>
14 #include <linux/cpuset.h>
15 #include <linux/unistd.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/mutex.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/freezer.h>
21 #include <linux/ptrace.h>
22 #include <linux/uaccess.h>
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 static DEFINE_SPINLOCK(kthread_create_lock);
26 static LIST_HEAD(kthread_create_list);
27 struct task_struct *kthreadd_task;
28
29 struct kthread_create_info
30 {
31         /* Information passed to kthread() from kthreadd. */
32         int (*threadfn)(void *data);
33         void *data;
34         int node;
35
36         /* Result passed back to kthread_create() from kthreadd. */
37         struct task_struct *result;
38         struct completion *done;
39
40         struct list_head list;
41 };
42
43 struct kthread {
44         unsigned long flags;
45         unsigned int cpu;
46         void *data;
47         struct completion parked;
48         struct completion exited;
49 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
50         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
51 #endif
52 };
53
54 enum KTHREAD_BITS {
55         KTHREAD_IS_PER_CPU = 0,
56         KTHREAD_SHOULD_STOP,
57         KTHREAD_SHOULD_PARK,
58 };
59
60 static inline void set_kthread_struct(void *kthread)
61 {
62         /*
63          * We abuse ->set_child_tid to avoid the new member and because it
64          * can't be wrongly copied by copy_process(). We also rely on fact
65          * that the caller can't exec, so PF_KTHREAD can't be cleared.
66          */
67         current->set_child_tid = (__force void __user *)kthread;
68 }
69
70 static inline struct kthread *to_kthread(struct task_struct *k)
71 {
72         WARN_ON(!(k->flags & PF_KTHREAD));
73         return (__force void *)k->set_child_tid;
74 }
75
76 void free_kthread_struct(struct task_struct *k)
77 {
78         struct kthread *kthread;
79
80         /*
81          * Can be NULL if this kthread was created by kernel_thread()
82          * or if kmalloc() in kthread() failed.
83          */
84         kthread = to_kthread(k);
85 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
86         WARN_ON_ONCE(kthread && kthread->blkcg_css);
87 #endif
88         kfree(kthread);
89 }
90
91 /**
92  * kthread_should_stop - should this kthread return now?
93  *
94  * When someone calls kthread_stop() on your kthread, it will be woken
95  * and this will return true.  You should then return, and your return
96  * value will be passed through to kthread_stop().
97  */
98 bool kthread_should_stop(void)
99 {
100         return test_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &to_kthread(current)->flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(kthread_should_stop);
103
104 /**
105  * kthread_should_park - should this kthread park now?
106  *
107  * When someone calls kthread_park() on your kthread, it will be woken
108  * and this will return true.  You should then do the necessary
109  * cleanup and call kthread_parkme()
110  *
111  * Similar to kthread_should_stop(), but this keeps the thread alive
112  * and in a park position. kthread_unpark() "restarts" the thread and
113  * calls the thread function again.
114  */
115 bool kthread_should_park(void)
116 {
117         return test_bit(KTHREAD_SHOULD_PARK, &to_kthread(current)->flags);
118 }
119 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_should_park);
120
121 /**
122  * kthread_freezable_should_stop - should this freezable kthread return now?
123  * @was_frozen: optional out parameter, indicates whether %current was frozen
124  *
125  * kthread_should_stop() for freezable kthreads, which will enter
126  * refrigerator if necessary.  This function is safe from kthread_stop() /
127  * freezer deadlock and freezable kthreads should use this function instead
128  * of calling try_to_freeze() directly.
129  */
130 bool kthread_freezable_should_stop(bool *was_frozen)
131 {
132         bool frozen = false;
133
134         might_sleep();
135
136         if (unlikely(freezing(current)))
137                 frozen = __refrigerator(true);
138
139         if (was_frozen)
140                 *was_frozen = frozen;
141
142         return kthread_should_stop();
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_freezable_should_stop);
145
146 /**
147  * kthread_data - return data value specified on kthread creation
148  * @task: kthread task in question
149  *
150  * Return the data value specified when kthread @task was created.
151  * The caller is responsible for ensuring the validity of @task when
152  * calling this function.
153  */
154 void *kthread_data(struct task_struct *task)
155 {
156         return to_kthread(task)->data;
157 }
158
159 /**
160  * kthread_probe_data - speculative version of kthread_data()
161  * @task: possible kthread task in question
162  *
163  * @task could be a kthread task.  Return the data value specified when it
164  * was created if accessible.  If @task isn't a kthread task or its data is
165  * inaccessible for any reason, %NULL is returned.  This function requires
166  * that @task itself is safe to dereference.
167  */
168 void *kthread_probe_data(struct task_struct *task)
169 {
170         struct kthread *kthread = to_kthread(task);
171         void *data = NULL;
172
173         probe_kernel_read(&data, &kthread->data, sizeof(data));
174         return data;
175 }
176
177 static void __kthread_parkme(struct kthread *self)
178 {
179         for (;;) {
180                 /*
181                  * TASK_PARKED is a special state; we must serialize against
182                  * possible pending wakeups to avoid store-store collisions on
183                  * task->state.
184                  *
185                  * Such a collision might possibly result in the task state
186                  * changin from TASK_PARKED and us failing the
187                  * wait_task_inactive() in kthread_park().
188                  */
189                 set_special_state(TASK_PARKED);
190                 if (!test_bit(KTHREAD_SHOULD_PARK, &self->flags))
191                         break;
192
193                 complete(&self->parked);
194                 schedule();
195         }
196         __set_current_state(TASK_RUNNING);
197 }
198
199 void kthread_parkme(void)
200 {
201         __kthread_parkme(to_kthread(current));
202 }
203 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_parkme);
204
205 static int kthread(void *_create)
206 {
207         /* Copy data: it's on kthread's stack */
208         struct kthread_create_info *create = _create;
209         int (*threadfn)(void *data) = create->threadfn;
210         void *data = create->data;
211         struct completion *done;
212         struct kthread *self;
213         int ret;
214
215         self = kzalloc(sizeof(*self), GFP_KERNEL);
216         set_kthread_struct(self);
217
218         /* If user was SIGKILLed, I release the structure. */
219         done = xchg(&create->done, NULL);
220         if (!done) {
221                 kfree(create);
222                 do_exit(-EINTR);
223         }
224
225         if (!self) {
226                 create->result = ERR_PTR(-ENOMEM);
227                 complete(done);
228                 do_exit(-ENOMEM);
229         }
230
231         self->data = data;
232         init_completion(&self->exited);
233         init_completion(&self->parked);
234         current->vfork_done = &self->exited;
235
236         /* OK, tell user we're spawned, wait for stop or wakeup */
237         __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
238         create->result = current;
239         complete(done);
240         schedule();
241
242         ret = -EINTR;
243         if (!test_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &self->flags)) {
244                 cgroup_kthread_ready();
245                 __kthread_parkme(self);
246                 ret = threadfn(data);
247         }
248         do_exit(ret);
249 }
250
251 /* called from do_fork() to get node information for about to be created task */
252 int tsk_fork_get_node(struct task_struct *tsk)
253 {
254 #ifdef CONFIG_NUMA
255         if (tsk == kthreadd_task)
256                 return tsk->pref_node_fork;
257 #endif
258         return NUMA_NO_NODE;
259 }
260
261 static void create_kthread(struct kthread_create_info *create)
262 {
263         int pid;
264
265 #ifdef CONFIG_NUMA
266         current->pref_node_fork = create->node;
267 #endif
268         /* We want our own signal handler (we take no signals by default). */
269         pid = kernel_thread(kthread, create, CLONE_FS | CLONE_FILES | SIGCHLD);
270         if (pid < 0) {
271                 /* If user was SIGKILLed, I release the structure. */
272                 struct completion *done = xchg(&create->done, NULL);
273
274                 if (!done) {
275                         kfree(create);
276                         return;
277                 }
278                 create->result = ERR_PTR(pid);
279                 complete(done);
280         }
281 }
282
283 static __printf(4, 0)
284 struct task_struct *__kthread_create_on_node(int (*threadfn)(void *data),
285                                                     void *data, int node,
286                                                     const char namefmt[],
287                                                     va_list args)
288 {
289         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
290         struct task_struct *task;
291         struct kthread_create_info *create = kmalloc(sizeof(*create),
292                                                      GFP_KERNEL);
293
294         if (!create)
295                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
296         create->threadfn = threadfn;
297         create->data = data;
298         create->node = node;
299         create->done = &done;
300
301         spin_lock(&kthread_create_lock);
302         list_add_tail(&create->list, &kthread_create_list);
303         spin_unlock(&kthread_create_lock);
304
305         wake_up_process(kthreadd_task);
306         /*
307          * Wait for completion in killable state, for I might be chosen by
308          * the OOM killer while kthreadd is trying to allocate memory for
309          * new kernel thread.
310          */
311         if (unlikely(wait_for_completion_killable(&done))) {
312                 /*
313                  * If I was SIGKILLed before kthreadd (or new kernel thread)
314                  * calls complete(), leave the cleanup of this structure to
315                  * that thread.
316                  */
317                 if (xchg(&create->done, NULL))
318                         return ERR_PTR(-EINTR);
319                 /*
320                  * kthreadd (or new kernel thread) will call complete()
321                  * shortly.
322                  */
323                 wait_for_completion(&done);
324         }
325         task = create->result;
326         if (!IS_ERR(task)) {
327                 static const struct sched_param param = { .sched_priority = 0 };
328                 char name[TASK_COMM_LEN];
329
330                 /*
331                  * task is already visible to other tasks, so updating
332                  * COMM must be protected.
333                  */
334                 vsnprintf(name, sizeof(name), namefmt, args);
335                 set_task_comm(task, name);
336                 /*
337                  * root may have changed our (kthreadd's) priority or CPU mask.
338                  * The kernel thread should not inherit these properties.
339                  */
340                 sched_setscheduler_nocheck(task, SCHED_NORMAL, &param);
341                 set_cpus_allowed_ptr(task, cpu_all_mask);
342         }
343         kfree(create);
344         return task;
345 }
346
347 /**
348  * kthread_create_on_node - create a kthread.
349  * @threadfn: the function to run until signal_pending(current).
350  * @data: data ptr for @threadfn.
351  * @node: task and thread structures for the thread are allocated on this node
352  * @namefmt: printf-style name for the thread.
353  *
354  * Description: This helper function creates and names a kernel
355  * thread.  The thread will be stopped: use wake_up_process() to start
356  * it.  See also kthread_run().  The new thread has SCHED_NORMAL policy and
357  * is affine to all CPUs.
358  *
359  * If thread is going to be bound on a particular cpu, give its node
360  * in @node, to get NUMA affinity for kthread stack, or else give NUMA_NO_NODE.
361  * When woken, the thread will run @threadfn() with @data as its
362  * argument. @threadfn() can either call do_exit() directly if it is a
363  * standalone thread for which no one will call kthread_stop(), or
364  * return when 'kthread_should_stop()' is true (which means
365  * kthread_stop() has been called).  The return value should be zero
366  * or a negative error number; it will be passed to kthread_stop().
367  *
368  * Returns a task_struct or ERR_PTR(-ENOMEM) or ERR_PTR(-EINTR).
369  */
370 struct task_struct *kthread_create_on_node(int (*threadfn)(void *data),
371                                            void *data, int node,
372                                            const char namefmt[],
373                                            ...)
374 {
375         struct task_struct *task;
376         va_list args;
377
378         va_start(args, namefmt);
379         task = __kthread_create_on_node(threadfn, data, node, namefmt, args);
380         va_end(args);
381
382         return task;
383 }
384 EXPORT_SYMBOL(kthread_create_on_node);
385
386 static void __kthread_bind_mask(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask, long state)
387 {
388         unsigned long flags;
389
390         if (!wait_task_inactive(p, state)) {
391                 WARN_ON(1);
392                 return;
393         }
394
395         /* It's safe because the task is inactive. */
396         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
397         do_set_cpus_allowed(p, mask);
398         p->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
399         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
400 }
401
402 static void __kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu, long state)
403 {
404         __kthread_bind_mask(p, cpumask_of(cpu), state);
405 }
406
407 void kthread_bind_mask(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
408 {
409         __kthread_bind_mask(p, mask, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
410 }
411
412 /**
413  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
414  * @p: thread created by kthread_create().
415  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
416  *
417  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
418  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
419  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
420  */
421 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
422 {
423         __kthread_bind(p, cpu, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
426
427 /**
428  * kthread_create_on_cpu - Create a cpu bound kthread
429  * @threadfn: the function to run until signal_pending(current).
430  * @data: data ptr for @threadfn.
431  * @cpu: The cpu on which the thread should be bound,
432  * @namefmt: printf-style name for the thread. Format is restricted
433  *           to "name.*%u". Code fills in cpu number.
434  *
435  * Description: This helper function creates and names a kernel thread
436  * The thread will be woken and put into park mode.
437  */
438 struct task_struct *kthread_create_on_cpu(int (*threadfn)(void *data),
439                                           void *data, unsigned int cpu,
440                                           const char *namefmt)
441 {
442         struct task_struct *p;
443
444         p = kthread_create_on_node(threadfn, data, cpu_to_node(cpu), namefmt,
445                                    cpu);
446         if (IS_ERR(p))
447                 return p;
448         kthread_bind(p, cpu);
449         /* CPU hotplug need to bind once again when unparking the thread. */
450         set_bit(KTHREAD_IS_PER_CPU, &to_kthread(p)->flags);
451         to_kthread(p)->cpu = cpu;
452         return p;
453 }
454
455 /**
456  * kthread_unpark - unpark a thread created by kthread_create().
457  * @k:          thread created by kthread_create().
458  *
459  * Sets kthread_should_park() for @k to return false, wakes it, and
460  * waits for it to return. If the thread is marked percpu then its
461  * bound to the cpu again.
462  */
463 void kthread_unpark(struct task_struct *k)
464 {
465         struct kthread *kthread = to_kthread(k);
466
467         /*
468          * Newly created kthread was parked when the CPU was offline.
469          * The binding was lost and we need to set it again.
470          */
471         if (test_bit(KTHREAD_IS_PER_CPU, &kthread->flags))
472                 __kthread_bind(k, kthread->cpu, TASK_PARKED);
473
474         clear_bit(KTHREAD_SHOULD_PARK, &kthread->flags);
475         /*
476          * __kthread_parkme() will either see !SHOULD_PARK or get the wakeup.
477          */
478         wake_up_state(k, TASK_PARKED);
479 }
480 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_unpark);
481
482 /**
483  * kthread_park - park a thread created by kthread_create().
484  * @k: thread created by kthread_create().
485  *
486  * Sets kthread_should_park() for @k to return true, wakes it, and
487  * waits for it to return. This can also be called after kthread_create()
488  * instead of calling wake_up_process(): the thread will park without
489  * calling threadfn().
490  *
491  * Returns 0 if the thread is parked, -ENOSYS if the thread exited.
492  * If called by the kthread itself just the park bit is set.
493  */
494 int kthread_park(struct task_struct *k)
495 {
496         struct kthread *kthread = to_kthread(k);
497
498         if (WARN_ON(k->flags & PF_EXITING))
499                 return -ENOSYS;
500
501         if (WARN_ON_ONCE(test_bit(KTHREAD_SHOULD_PARK, &kthread->flags)))
502                 return -EBUSY;
503
504         set_bit(KTHREAD_SHOULD_PARK, &kthread->flags);
505         if (k != current) {
506                 wake_up_process(k);
507                 /*
508                  * Wait for __kthread_parkme() to complete(), this means we
509                  * _will_ have TASK_PARKED and are about to call schedule().
510                  */
511                 wait_for_completion(&kthread->parked);
512                 /*
513                  * Now wait for that schedule() to complete and the task to
514                  * get scheduled out.
515                  */
516                 WARN_ON_ONCE(!wait_task_inactive(k, TASK_PARKED));
517         }
518
519         return 0;
520 }
521 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_park);
522
523 /**
524  * kthread_stop - stop a thread created by kthread_create().
525  * @k: thread created by kthread_create().
526  *
527  * Sets kthread_should_stop() for @k to return true, wakes it, and
528  * waits for it to exit. This can also be called after kthread_create()
529  * instead of calling wake_up_process(): the thread will exit without
530  * calling threadfn().
531  *
532  * If threadfn() may call do_exit() itself, the caller must ensure
533  * task_struct can't go away.
534  *
535  * Returns the result of threadfn(), or %-EINTR if wake_up_process()
536  * was never called.
537  */
538 int kthread_stop(struct task_struct *k)
539 {
540         struct kthread *kthread;
541         int ret;
542
543         trace_sched_kthread_stop(k);
544
545         get_task_struct(k);
546         kthread = to_kthread(k);
547         set_bit(KTHREAD_SHOULD_STOP, &kthread->flags);
548         kthread_unpark(k);
549         wake_up_process(k);
550         wait_for_completion(&kthread->exited);
551         ret = k->exit_code;
552         put_task_struct(k);
553
554         trace_sched_kthread_stop_ret(ret);
555         return ret;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(kthread_stop);
558
559 int kthreadd(void *unused)
560 {
561         struct task_struct *tsk = current;
562
563         /* Setup a clean context for our children to inherit. */
564         set_task_comm(tsk, "kthreadd");
565         ignore_signals(tsk);
566         set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpu_all_mask);
567         set_mems_allowed(node_states[N_MEMORY]);
568
569         current->flags |= PF_NOFREEZE;
570         cgroup_init_kthreadd();
571
572         for (;;) {
573                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
574                 if (list_empty(&kthread_create_list))
575                         schedule();
576                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
577
578                 spin_lock(&kthread_create_lock);
579                 while (!list_empty(&kthread_create_list)) {
580                         struct kthread_create_info *create;
581
582                         create = list_entry(kthread_create_list.next,
583                                             struct kthread_create_info, list);
584                         list_del_init(&create->list);
585                         spin_unlock(&kthread_create_lock);
586
587                         create_kthread(create);
588
589                         spin_lock(&kthread_create_lock);
590                 }
591                 spin_unlock(&kthread_create_lock);
592         }
593
594         return 0;
595 }
596
597 void __kthread_init_worker(struct kthread_worker *worker,
598                                 const char *name,
599                                 struct lock_class_key *key)
600 {
601         memset(worker, 0, sizeof(struct kthread_worker));
602         raw_spin_lock_init(&worker->lock);
603         lockdep_set_class_and_name(&worker->lock, key, name);
604         INIT_LIST_HEAD(&worker->work_list);
605         INIT_LIST_HEAD(&worker->delayed_work_list);
606 }
607 EXPORT_SYMBOL_GPL(__kthread_init_worker);
608
609 /**
610  * kthread_worker_fn - kthread function to process kthread_worker
611  * @worker_ptr: pointer to initialized kthread_worker
612  *
613  * This function implements the main cycle of kthread worker. It processes
614  * work_list until it is stopped with kthread_stop(). It sleeps when the queue
615  * is empty.
616  *
617  * The works are not allowed to keep any locks, disable preemption or interrupts
618  * when they finish. There is defined a safe point for freezing when one work
619  * finishes and before a new one is started.
620  *
621  * Also the works must not be handled by more than one worker at the same time,
622  * see also kthread_queue_work().
623  */
624 int kthread_worker_fn(void *worker_ptr)
625 {
626         struct kthread_worker *worker = worker_ptr;
627         struct kthread_work *work;
628
629         /*
630          * FIXME: Update the check and remove the assignment when all kthread
631          * worker users are created using kthread_create_worker*() functions.
632          */
633         WARN_ON(worker->task && worker->task != current);
634         worker->task = current;
635
636         if (worker->flags & KTW_FREEZABLE)
637                 set_freezable();
638
639 repeat:
640         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);  /* mb paired w/ kthread_stop */
641
642         if (kthread_should_stop()) {
643                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
644                 raw_spin_lock_irq(&worker->lock);
645                 worker->task = NULL;
646                 raw_spin_unlock_irq(&worker->lock);
647                 return 0;
648         }
649
650         work = NULL;
651         raw_spin_lock_irq(&worker->lock);
652         if (!list_empty(&worker->work_list)) {
653                 work = list_first_entry(&worker->work_list,
654                                         struct kthread_work, node);
655                 list_del_init(&work->node);
656         }
657         worker->current_work = work;
658         raw_spin_unlock_irq(&worker->lock);
659
660         if (work) {
661                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
662                 work->func(work);
663         } else if (!freezing(current))
664                 schedule();
665
666         try_to_freeze();
667         cond_resched();
668         goto repeat;
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_worker_fn);
671
672 static __printf(3, 0) struct kthread_worker *
673 __kthread_create_worker(int cpu, unsigned int flags,
674                         const char namefmt[], va_list args)
675 {
676         struct kthread_worker *worker;
677         struct task_struct *task;
678         int node = -1;
679
680         worker = kzalloc(sizeof(*worker), GFP_KERNEL);
681         if (!worker)
682                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
683
684         kthread_init_worker(worker);
685
686         if (cpu >= 0)
687                 node = cpu_to_node(cpu);
688
689         task = __kthread_create_on_node(kthread_worker_fn, worker,
690                                                 node, namefmt, args);
691         if (IS_ERR(task))
692                 goto fail_task;
693
694         if (cpu >= 0)
695                 kthread_bind(task, cpu);
696
697         worker->flags = flags;
698         worker->task = task;
699         wake_up_process(task);
700         return worker;
701
702 fail_task:
703         kfree(worker);
704         return ERR_CAST(task);
705 }
706
707 /**
708  * kthread_create_worker - create a kthread worker
709  * @flags: flags modifying the default behavior of the worker
710  * @namefmt: printf-style name for the kthread worker (task).
711  *
712  * Returns a pointer to the allocated worker on success, ERR_PTR(-ENOMEM)
713  * when the needed structures could not get allocated, and ERR_PTR(-EINTR)
714  * when the worker was SIGKILLed.
715  */
716 struct kthread_worker *
717 kthread_create_worker(unsigned int flags, const char namefmt[], ...)
718 {
719         struct kthread_worker *worker;
720         va_list args;
721
722         va_start(args, namefmt);
723         worker = __kthread_create_worker(-1, flags, namefmt, args);
724         va_end(args);
725
726         return worker;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL(kthread_create_worker);
729
730 /**
731  * kthread_create_worker_on_cpu - create a kthread worker and bind it
732  *      it to a given CPU and the associated NUMA node.
733  * @cpu: CPU number
734  * @flags: flags modifying the default behavior of the worker
735  * @namefmt: printf-style name for the kthread worker (task).
736  *
737  * Use a valid CPU number if you want to bind the kthread worker
738  * to the given CPU and the associated NUMA node.
739  *
740  * A good practice is to add the cpu number also into the worker name.
741  * For example, use kthread_create_worker_on_cpu(cpu, "helper/%d", cpu).
742  *
743  * Returns a pointer to the allocated worker on success, ERR_PTR(-ENOMEM)
744  * when the needed structures could not get allocated, and ERR_PTR(-EINTR)
745  * when the worker was SIGKILLed.
746  */
747 struct kthread_worker *
748 kthread_create_worker_on_cpu(int cpu, unsigned int flags,
749                              const char namefmt[], ...)
750 {
751         struct kthread_worker *worker;
752         va_list args;
753
754         va_start(args, namefmt);
755         worker = __kthread_create_worker(cpu, flags, namefmt, args);
756         va_end(args);
757
758         return worker;
759 }
760 EXPORT_SYMBOL(kthread_create_worker_on_cpu);
761
762 /*
763  * Returns true when the work could not be queued at the moment.
764  * It happens when it is already pending in a worker list
765  * or when it is being cancelled.
766  */
767 static inline bool queuing_blocked(struct kthread_worker *worker,
768                                    struct kthread_work *work)
769 {
770         lockdep_assert_held(&worker->lock);
771
772         return !list_empty(&work->node) || work->canceling;
773 }
774
775 static void kthread_insert_work_sanity_check(struct kthread_worker *worker,
776                                              struct kthread_work *work)
777 {
778         lockdep_assert_held(&worker->lock);
779         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&work->node));
780         /* Do not use a work with >1 worker, see kthread_queue_work() */
781         WARN_ON_ONCE(work->worker && work->worker != worker);
782 }
783
784 /* insert @work before @pos in @worker */
785 static void kthread_insert_work(struct kthread_worker *worker,
786                                 struct kthread_work *work,
787                                 struct list_head *pos)
788 {
789         kthread_insert_work_sanity_check(worker, work);
790
791         list_add_tail(&work->node, pos);
792         work->worker = worker;
793         if (!worker->current_work && likely(worker->task))
794                 wake_up_process(worker->task);
795 }
796
797 /**
798  * kthread_queue_work - queue a kthread_work
799  * @worker: target kthread_worker
800  * @work: kthread_work to queue
801  *
802  * Queue @work to work processor @task for async execution.  @task
803  * must have been created with kthread_worker_create().  Returns %true
804  * if @work was successfully queued, %false if it was already pending.
805  *
806  * Reinitialize the work if it needs to be used by another worker.
807  * For example, when the worker was stopped and started again.
808  */
809 bool kthread_queue_work(struct kthread_worker *worker,
810                         struct kthread_work *work)
811 {
812         bool ret = false;
813         unsigned long flags;
814
815         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
816         if (!queuing_blocked(worker, work)) {
817                 kthread_insert_work(worker, work, &worker->work_list);
818                 ret = true;
819         }
820         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
821         return ret;
822 }
823 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_queue_work);
824
825 /**
826  * kthread_delayed_work_timer_fn - callback that queues the associated kthread
827  *      delayed work when the timer expires.
828  * @t: pointer to the expired timer
829  *
830  * The format of the function is defined by struct timer_list.
831  * It should have been called from irqsafe timer with irq already off.
832  */
833 void kthread_delayed_work_timer_fn(struct timer_list *t)
834 {
835         struct kthread_delayed_work *dwork = from_timer(dwork, t, timer);
836         struct kthread_work *work = &dwork->work;
837         struct kthread_worker *worker = work->worker;
838         unsigned long flags;
839
840         /*
841          * This might happen when a pending work is reinitialized.
842          * It means that it is used a wrong way.
843          */
844         if (WARN_ON_ONCE(!worker))
845                 return;
846
847         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
848         /* Work must not be used with >1 worker, see kthread_queue_work(). */
849         WARN_ON_ONCE(work->worker != worker);
850
851         /* Move the work from worker->delayed_work_list. */
852         WARN_ON_ONCE(list_empty(&work->node));
853         list_del_init(&work->node);
854         kthread_insert_work(worker, work, &worker->work_list);
855
856         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
857 }
858 EXPORT_SYMBOL(kthread_delayed_work_timer_fn);
859
860 void __kthread_queue_delayed_work(struct kthread_worker *worker,
861                                   struct kthread_delayed_work *dwork,
862                                   unsigned long delay)
863 {
864         struct timer_list *timer = &dwork->timer;
865         struct kthread_work *work = &dwork->work;
866
867         WARN_ON_ONCE(timer->function != kthread_delayed_work_timer_fn);
868
869         /*
870          * If @delay is 0, queue @dwork->work immediately.  This is for
871          * both optimization and correctness.  The earliest @timer can
872          * expire is on the closest next tick and delayed_work users depend
873          * on that there's no such delay when @delay is 0.
874          */
875         if (!delay) {
876                 kthread_insert_work(worker, work, &worker->work_list);
877                 return;
878         }
879
880         /* Be paranoid and try to detect possible races already now. */
881         kthread_insert_work_sanity_check(worker, work);
882
883         list_add(&work->node, &worker->delayed_work_list);
884         work->worker = worker;
885         timer->expires = jiffies + delay;
886         add_timer(timer);
887 }
888
889 /**
890  * kthread_queue_delayed_work - queue the associated kthread work
891  *      after a delay.
892  * @worker: target kthread_worker
893  * @dwork: kthread_delayed_work to queue
894  * @delay: number of jiffies to wait before queuing
895  *
896  * If the work has not been pending it starts a timer that will queue
897  * the work after the given @delay. If @delay is zero, it queues the
898  * work immediately.
899  *
900  * Return: %false if the @work has already been pending. It means that
901  * either the timer was running or the work was queued. It returns %true
902  * otherwise.
903  */
904 bool kthread_queue_delayed_work(struct kthread_worker *worker,
905                                 struct kthread_delayed_work *dwork,
906                                 unsigned long delay)
907 {
908         struct kthread_work *work = &dwork->work;
909         unsigned long flags;
910         bool ret = false;
911
912         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
913
914         if (!queuing_blocked(worker, work)) {
915                 __kthread_queue_delayed_work(worker, dwork, delay);
916                 ret = true;
917         }
918
919         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
920         return ret;
921 }
922 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_queue_delayed_work);
923
924 struct kthread_flush_work {
925         struct kthread_work     work;
926         struct completion       done;
927 };
928
929 static void kthread_flush_work_fn(struct kthread_work *work)
930 {
931         struct kthread_flush_work *fwork =
932                 container_of(work, struct kthread_flush_work, work);
933         complete(&fwork->done);
934 }
935
936 /**
937  * kthread_flush_work - flush a kthread_work
938  * @work: work to flush
939  *
940  * If @work is queued or executing, wait for it to finish execution.
941  */
942 void kthread_flush_work(struct kthread_work *work)
943 {
944         struct kthread_flush_work fwork = {
945                 KTHREAD_WORK_INIT(fwork.work, kthread_flush_work_fn),
946                 COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(fwork.done),
947         };
948         struct kthread_worker *worker;
949         bool noop = false;
950
951         worker = work->worker;
952         if (!worker)
953                 return;
954
955         raw_spin_lock_irq(&worker->lock);
956         /* Work must not be used with >1 worker, see kthread_queue_work(). */
957         WARN_ON_ONCE(work->worker != worker);
958
959         if (!list_empty(&work->node))
960                 kthread_insert_work(worker, &fwork.work, work->node.next);
961         else if (worker->current_work == work)
962                 kthread_insert_work(worker, &fwork.work,
963                                     worker->work_list.next);
964         else
965                 noop = true;
966
967         raw_spin_unlock_irq(&worker->lock);
968
969         if (!noop)
970                 wait_for_completion(&fwork.done);
971 }
972 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_flush_work);
973
974 /*
975  * This function removes the work from the worker queue. Also it makes sure
976  * that it won't get queued later via the delayed work's timer.
977  *
978  * The work might still be in use when this function finishes. See the
979  * current_work proceed by the worker.
980  *
981  * Return: %true if @work was pending and successfully canceled,
982  *      %false if @work was not pending
983  */
984 static bool __kthread_cancel_work(struct kthread_work *work, bool is_dwork,
985                                   unsigned long *flags)
986 {
987         /* Try to cancel the timer if exists. */
988         if (is_dwork) {
989                 struct kthread_delayed_work *dwork =
990                         container_of(work, struct kthread_delayed_work, work);
991                 struct kthread_worker *worker = work->worker;
992
993                 /*
994                  * del_timer_sync() must be called to make sure that the timer
995                  * callback is not running. The lock must be temporary released
996                  * to avoid a deadlock with the callback. In the meantime,
997                  * any queuing is blocked by setting the canceling counter.
998                  */
999                 work->canceling++;
1000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, *flags);
1001                 del_timer_sync(&dwork->timer);
1002                 raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, *flags);
1003                 work->canceling--;
1004         }
1005
1006         /*
1007          * Try to remove the work from a worker list. It might either
1008          * be from worker->work_list or from worker->delayed_work_list.
1009          */
1010         if (!list_empty(&work->node)) {
1011                 list_del_init(&work->node);
1012                 return true;
1013         }
1014
1015         return false;
1016 }
1017
1018 /**
1019  * kthread_mod_delayed_work - modify delay of or queue a kthread delayed work
1020  * @worker: kthread worker to use
1021  * @dwork: kthread delayed work to queue
1022  * @delay: number of jiffies to wait before queuing
1023  *
1024  * If @dwork is idle, equivalent to kthread_queue_delayed_work(). Otherwise,
1025  * modify @dwork's timer so that it expires after @delay. If @delay is zero,
1026  * @work is guaranteed to be queued immediately.
1027  *
1028  * Return: %true if @dwork was pending and its timer was modified,
1029  * %false otherwise.
1030  *
1031  * A special case is when the work is being canceled in parallel.
1032  * It might be caused either by the real kthread_cancel_delayed_work_sync()
1033  * or yet another kthread_mod_delayed_work() call. We let the other command
1034  * win and return %false here. The caller is supposed to synchronize these
1035  * operations a reasonable way.
1036  *
1037  * This function is safe to call from any context including IRQ handler.
1038  * See __kthread_cancel_work() and kthread_delayed_work_timer_fn()
1039  * for details.
1040  */
1041 bool kthread_mod_delayed_work(struct kthread_worker *worker,
1042                               struct kthread_delayed_work *dwork,
1043                               unsigned long delay)
1044 {
1045         struct kthread_work *work = &dwork->work;
1046         unsigned long flags;
1047         int ret = false;
1048
1049         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
1050
1051         /* Do not bother with canceling when never queued. */
1052         if (!work->worker)
1053                 goto fast_queue;
1054
1055         /* Work must not be used with >1 worker, see kthread_queue_work() */
1056         WARN_ON_ONCE(work->worker != worker);
1057
1058         /* Do not fight with another command that is canceling this work. */
1059         if (work->canceling)
1060                 goto out;
1061
1062         ret = __kthread_cancel_work(work, true, &flags);
1063 fast_queue:
1064         __kthread_queue_delayed_work(worker, dwork, delay);
1065 out:
1066         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
1067         return ret;
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_mod_delayed_work);
1070
1071 static bool __kthread_cancel_work_sync(struct kthread_work *work, bool is_dwork)
1072 {
1073         struct kthread_worker *worker = work->worker;
1074         unsigned long flags;
1075         int ret = false;
1076
1077         if (!worker)
1078                 goto out;
1079
1080         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
1081         /* Work must not be used with >1 worker, see kthread_queue_work(). */
1082         WARN_ON_ONCE(work->worker != worker);
1083
1084         ret = __kthread_cancel_work(work, is_dwork, &flags);
1085
1086         if (worker->current_work != work)
1087                 goto out_fast;
1088
1089         /*
1090          * The work is in progress and we need to wait with the lock released.
1091          * In the meantime, block any queuing by setting the canceling counter.
1092          */
1093         work->canceling++;
1094         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
1095         kthread_flush_work(work);
1096         raw_spin_lock_irqsave(&worker->lock, flags);
1097         work->canceling--;
1098
1099 out_fast:
1100         raw_spin_unlock_irqrestore(&worker->lock, flags);
1101 out:
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * kthread_cancel_work_sync - cancel a kthread work and wait for it to finish
1107  * @work: the kthread work to cancel
1108  *
1109  * Cancel @work and wait for its execution to finish.  This function
1110  * can be used even if the work re-queues itself. On return from this
1111  * function, @work is guaranteed to be not pending or executing on any CPU.
1112  *
1113  * kthread_cancel_work_sync(&delayed_work->work) must not be used for
1114  * delayed_work's. Use kthread_cancel_delayed_work_sync() instead.
1115  *
1116  * The caller must ensure that the worker on which @work was last
1117  * queued can't be destroyed before this function returns.
1118  *
1119  * Return: %true if @work was pending, %false otherwise.
1120  */
1121 bool kthread_cancel_work_sync(struct kthread_work *work)
1122 {
1123         return __kthread_cancel_work_sync(work, false);
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_cancel_work_sync);
1126
1127 /**
1128  * kthread_cancel_delayed_work_sync - cancel a kthread delayed work and
1129  *      wait for it to finish.
1130  * @dwork: the kthread delayed work to cancel
1131  *
1132  * This is kthread_cancel_work_sync() for delayed works.
1133  *
1134  * Return: %true if @dwork was pending, %false otherwise.
1135  */
1136 bool kthread_cancel_delayed_work_sync(struct kthread_delayed_work *dwork)
1137 {
1138         return __kthread_cancel_work_sync(&dwork->work, true);
1139 }
1140 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_cancel_delayed_work_sync);
1141
1142 /**
1143  * kthread_flush_worker - flush all current works on a kthread_worker
1144  * @worker: worker to flush
1145  *
1146  * Wait until all currently executing or pending works on @worker are
1147  * finished.
1148  */
1149 void kthread_flush_worker(struct kthread_worker *worker)
1150 {
1151         struct kthread_flush_work fwork = {
1152                 KTHREAD_WORK_INIT(fwork.work, kthread_flush_work_fn),
1153                 COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(fwork.done),
1154         };
1155
1156         kthread_queue_work(worker, &fwork.work);
1157         wait_for_completion(&fwork.done);
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL_GPL(kthread_flush_worker);
1160
1161 /**
1162  * kthread_destroy_worker - destroy a kthread worker
1163  * @worker: worker to be destroyed
1164  *
1165  * Flush and destroy @worker.  The simple flush is enough because the kthread
1166  * worker API is used only in trivial scenarios.  There are no multi-step state
1167  * machines needed.
1168  */
1169 void kthread_destroy_worker(struct kthread_worker *worker)
1170 {
1171         struct task_struct *task;
1172
1173         task = worker->task;
1174         if (WARN_ON(!task))
1175                 return;
1176
1177         kthread_flush_worker(worker);
1178         kthread_stop(task);
1179         WARN_ON(!list_empty(&worker->work_list));
1180         kfree(worker);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(kthread_destroy_worker);
1183
1184 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1185 /**
1186  * kthread_associate_blkcg - associate blkcg to current kthread
1187  * @css: the cgroup info
1188  *
1189  * Current thread must be a kthread. The thread is running jobs on behalf of
1190  * other threads. In some cases, we expect the jobs attach cgroup info of
1191  * original threads instead of that of current thread. This function stores
1192  * original thread's cgroup info in current kthread context for later
1193  * retrieval.
1194  */
1195 void kthread_associate_blkcg(struct cgroup_subsys_state *css)
1196 {
1197         struct kthread *kthread;
1198
1199         if (!(current->flags & PF_KTHREAD))
1200                 return;
1201         kthread = to_kthread(current);
1202         if (!kthread)
1203                 return;
1204
1205         if (kthread->blkcg_css) {
1206                 css_put(kthread->blkcg_css);
1207                 kthread->blkcg_css = NULL;
1208         }
1209         if (css) {
1210                 css_get(css);
1211                 kthread->blkcg_css = css;
1212         }
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL(kthread_associate_blkcg);
1215
1216 /**
1217  * kthread_blkcg - get associated blkcg css of current kthread
1218  *
1219  * Current thread must be a kthread.
1220  */
1221 struct cgroup_subsys_state *kthread_blkcg(void)
1222 {
1223         struct kthread *kthread;
1224
1225         if (current->flags & PF_KTHREAD) {
1226                 kthread = to_kthread(current);
1227                 if (kthread)
1228                         return kthread->blkcg_css;
1229         }
1230         return NULL;
1231 }
1232 EXPORT_SYMBOL(kthread_blkcg);
1233 #endif