io-wq: eliminate the need for a manager thread
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / io-wq.c
index 3dc10bf..8ba4cca 100644 (file)
@@ -16,7 +16,6 @@
 #include <linux/rculist_nulls.h>
 #include <linux/cpu.h>
 #include <linux/tracehook.h>
-#include <linux/freezer.h>
 
 #include "../kernel/sched/sched.h"
 #include "io-wq.h"
@@ -69,6 +68,7 @@ struct io_worker {
 struct io_wqe_acct {
        unsigned nr_workers;
        unsigned max_workers;
+       int index;
        atomic_t nr_running;
 };
 
@@ -109,19 +109,16 @@ struct io_wq {
        free_work_fn *free_work;
        io_wq_work_fn *do_work;
 
-       struct task_struct *manager;
-
        struct io_wq_hash *hash;
 
        refcount_t refs;
-       struct completion exited;
 
        atomic_t worker_refs;
        struct completion worker_done;
 
        struct hlist_node cpuhp_node;
 
-       pid_t task_pid;
+       struct task_struct *task;
 };
 
 static enum cpuhp_state io_wq_online;
@@ -134,8 +131,7 @@ struct io_cb_cancel_data {
        bool cancel_all;
 };
 
-static void io_wqe_cancel_pending_work(struct io_wqe *wqe,
-                                      struct io_cb_cancel_data *match);
+static void create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index);
 
 static bool io_worker_get(struct io_worker *worker)
 {
@@ -148,23 +144,26 @@ static void io_worker_release(struct io_worker *worker)
                complete(&worker->ref_done);
 }
 
+static inline struct io_wqe_acct *io_get_acct(struct io_wqe *wqe, bool bound)
+{
+       return &wqe->acct[bound ? IO_WQ_ACCT_BOUND : IO_WQ_ACCT_UNBOUND];
+}
+
 static inline struct io_wqe_acct *io_work_get_acct(struct io_wqe *wqe,
                                                   struct io_wq_work *work)
 {
-       if (work->flags & IO_WQ_WORK_UNBOUND)
-               return &wqe->acct[IO_WQ_ACCT_UNBOUND];
-
-       return &wqe->acct[IO_WQ_ACCT_BOUND];
+       return io_get_acct(wqe, !(work->flags & IO_WQ_WORK_UNBOUND));
 }
 
 static inline struct io_wqe_acct *io_wqe_get_acct(struct io_worker *worker)
 {
-       struct io_wqe *wqe = worker->wqe;
-
-       if (worker->flags & IO_WORKER_F_BOUND)
-               return &wqe->acct[IO_WQ_ACCT_BOUND];
+       return io_get_acct(worker->wqe, worker->flags & IO_WORKER_F_BOUND);
+}
 
-       return &wqe->acct[IO_WQ_ACCT_UNBOUND];
+static void io_worker_ref_put(struct io_wq *wq)
+{
+       if (atomic_dec_and_test(&wq->worker_refs))
+               complete(&wq->worker_done);
 }
 
 static void io_worker_exit(struct io_worker *worker)
@@ -194,8 +193,7 @@ static void io_worker_exit(struct io_worker *worker)
        raw_spin_unlock_irq(&wqe->lock);
 
        kfree_rcu(worker, rcu);
-       if (atomic_dec_and_test(&wqe->wq->worker_refs))
-               complete(&wqe->wq->worker_done);
+       io_worker_ref_put(wqe->wq);
        do_exit(0);
 }
 
@@ -210,7 +208,7 @@ static inline bool io_wqe_run_queue(struct io_wqe *wqe)
 
 /*
  * Check head of free list for an available worker. If one isn't available,
- * caller must wake up the wq manager to create one.
+ * caller must create one.
  */
 static bool io_wqe_activate_free_worker(struct io_wqe *wqe)
        __must_hold(RCU)
@@ -234,7 +232,7 @@ static bool io_wqe_activate_free_worker(struct io_wqe *wqe)
 
 /*
  * We need a worker. If we find a free one, we're good. If not, and we're
- * below the max number of workers, wake up the manager to create one.
+ * below the max number of workers, create one.
  */
 static void io_wqe_wake_worker(struct io_wqe *wqe, struct io_wqe_acct *acct)
 {
@@ -250,8 +248,11 @@ static void io_wqe_wake_worker(struct io_wqe *wqe, struct io_wqe_acct *acct)
        ret = io_wqe_activate_free_worker(wqe);
        rcu_read_unlock();
 
-       if (!ret && acct->nr_workers < acct->max_workers)
-               wake_up_process(wqe->wq->manager);
+       if (!ret && acct->nr_workers < acct->max_workers) {
+               atomic_inc(&acct->nr_running);
+               atomic_inc(&wqe->wq->worker_refs);
+               create_io_worker(wqe->wq, wqe, acct->index);
+       }
 }
 
 static void io_wqe_inc_running(struct io_worker *worker)
@@ -261,14 +262,61 @@ static void io_wqe_inc_running(struct io_worker *worker)
        atomic_inc(&acct->nr_running);
 }
 
+struct create_worker_data {
+       struct callback_head work;
+       struct io_wqe *wqe;
+       int index;
+};
+
+static void create_worker_cb(struct callback_head *cb)
+{
+       struct create_worker_data *cwd;
+       struct io_wq *wq;
+
+       cwd = container_of(cb, struct create_worker_data, work);
+       wq = cwd->wqe->wq;
+       create_io_worker(wq, cwd->wqe, cwd->index);
+       kfree(cwd);
+}
+
+static void io_queue_worker_create(struct io_wqe *wqe, struct io_wqe_acct *acct)
+{
+       struct create_worker_data *cwd;
+       struct io_wq *wq = wqe->wq;
+
+       /* raced with exit, just ignore create call */
+       if (test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state))
+               goto fail;
+
+       cwd = kmalloc(sizeof(*cwd), GFP_ATOMIC);
+       if (cwd) {
+               init_task_work(&cwd->work, create_worker_cb);
+               cwd->wqe = wqe;
+               cwd->index = acct->index;
+               if (!task_work_add(wq->task, &cwd->work, TWA_SIGNAL))
+                       return;
+
+               kfree(cwd);
+       }
+fail:
+       atomic_dec(&acct->nr_running);
+       io_worker_ref_put(wq);
+}
+
 static void io_wqe_dec_running(struct io_worker *worker)
        __must_hold(wqe->lock)
 {
        struct io_wqe_acct *acct = io_wqe_get_acct(worker);
        struct io_wqe *wqe = worker->wqe;
 
-       if (atomic_dec_and_test(&acct->nr_running) && io_wqe_run_queue(wqe))
-               io_wqe_wake_worker(wqe, acct);
+       if (!(worker->flags & IO_WORKER_F_UP))
+               return;
+
+       if (atomic_dec_and_test(&acct->nr_running) && io_wqe_run_queue(wqe)) {
+               atomic_inc(&acct->nr_running);
+               atomic_inc(&wqe->wq->worker_refs);
+               io_queue_worker_create(wqe, acct);
+       }
 }
 
 /*
@@ -388,11 +436,9 @@ static struct io_wq_work *io_get_next_work(struct io_wqe *wqe)
 
 static bool io_flush_signals(void)
 {
-       if (unlikely(test_tsk_thread_flag(current, TIF_NOTIFY_SIGNAL))) {
+       if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL))) {
                __set_current_state(TASK_RUNNING);
-               if (current->task_works)
-                       task_work_run();
-               clear_tsk_thread_flag(current, TIF_NOTIFY_SIGNAL);
+               tracehook_notify_signal();
                return true;
        }
        return false;
@@ -418,6 +464,7 @@ static void io_worker_handle_work(struct io_worker *worker)
 {
        struct io_wqe *wqe = worker->wqe;
        struct io_wq *wq = wqe->wq;
+       bool do_kill = test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state);
 
        do {
                struct io_wq_work *work;
@@ -447,6 +494,9 @@ get_next:
                        unsigned int hash = io_get_work_hash(work);
 
                        next_hashed = wq_next_work(work);
+
+                       if (unlikely(do_kill) && (work->flags & IO_WQ_WORK_UNBOUND))
+                               work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
                        wq->do_work(work);
                        io_assign_current_work(worker, NULL);
 
@@ -485,9 +535,8 @@ static int io_wqe_worker(void *data)
        char buf[TASK_COMM_LEN];
 
        worker->flags |= (IO_WORKER_F_UP | IO_WORKER_F_RUNNING);
-       io_wqe_inc_running(worker);
 
-       sprintf(buf, "iou-wrk-%d", wq->task_pid);
+       snprintf(buf, sizeof(buf), "iou-wrk-%d", wq->task->pid);
        set_task_comm(current, buf);
 
        while (!test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state)) {
@@ -505,10 +554,15 @@ loop:
                if (io_flush_signals())
                        continue;
                ret = schedule_timeout(WORKER_IDLE_TIMEOUT);
-               if (try_to_freeze() || ret)
-                       continue;
-               if (fatal_signal_pending(current))
+               if (signal_pending(current)) {
+                       struct ksignal ksig;
+
+                       if (!get_signal(&ksig))
+                               continue;
                        break;
+               }
+               if (ret)
+                       continue;
                /* timed out, exit unless we're the fixed worker */
                if (test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state) ||
                    !(worker->flags & IO_WORKER_F_FIXED))
@@ -546,8 +600,7 @@ void io_wq_worker_running(struct task_struct *tsk)
 
 /*
  * Called when worker is going to sleep. If there are no workers currently
- * running and we have work pending, wake up a free one or have the manager
- * set one up.
+ * running and we have work pending, wake up a free one or create a new one.
  */
 void io_wq_worker_sleeping(struct task_struct *tsk)
 {
@@ -567,7 +620,7 @@ void io_wq_worker_sleeping(struct task_struct *tsk)
        raw_spin_unlock_irq(&worker->wqe->lock);
 }
 
-static bool create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index)
+static void create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index)
 {
        struct io_wqe_acct *acct = &wqe->acct[index];
        struct io_worker *worker;
@@ -577,7 +630,7 @@ static bool create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index)
 
        worker = kzalloc_node(sizeof(*worker), GFP_KERNEL, wqe->node);
        if (!worker)
-               return false;
+               goto fail;
 
        refcount_set(&worker->ref, 1);
        worker->nulls_node.pprev = NULL;
@@ -585,14 +638,13 @@ static bool create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index)
        spin_lock_init(&worker->lock);
        init_completion(&worker->ref_done);
 
-       atomic_inc(&wq->worker_refs);
-
        tsk = create_io_thread(io_wqe_worker, worker, wqe->node);
        if (IS_ERR(tsk)) {
-               if (atomic_dec_and_test(&wq->worker_refs))
-                       complete(&wq->worker_done);
                kfree(worker);
-               return false;
+fail:
+               atomic_dec(&acct->nr_running);
+               io_worker_ref_put(wq);
+               return;
        }
 
        tsk->pf_io_worker = worker;
@@ -611,7 +663,6 @@ static bool create_io_worker(struct io_wq *wq, struct io_wqe *wqe, int index)
        acct->nr_workers++;
        raw_spin_unlock_irq(&wqe->lock);
        wake_up_new_task(tsk);
-       return true;
 }
 
 static inline bool io_wqe_need_worker(struct io_wqe *wqe, int index)
@@ -659,89 +710,11 @@ static bool io_wq_worker_wake(struct io_worker *worker, void *data)
        return false;
 }
 
-static void io_wq_check_workers(struct io_wq *wq)
-{
-       int node;
-
-       for_each_node(node) {
-               struct io_wqe *wqe = wq->wqes[node];
-               bool fork_worker[2] = { false, false };
-
-               if (!node_online(node))
-                       continue;
-
-               raw_spin_lock_irq(&wqe->lock);
-               if (io_wqe_need_worker(wqe, IO_WQ_ACCT_BOUND))
-                       fork_worker[IO_WQ_ACCT_BOUND] = true;
-               if (io_wqe_need_worker(wqe, IO_WQ_ACCT_UNBOUND))
-                       fork_worker[IO_WQ_ACCT_UNBOUND] = true;
-               raw_spin_unlock_irq(&wqe->lock);
-               if (fork_worker[IO_WQ_ACCT_BOUND])
-                       create_io_worker(wq, wqe, IO_WQ_ACCT_BOUND);
-               if (fork_worker[IO_WQ_ACCT_UNBOUND])
-                       create_io_worker(wq, wqe, IO_WQ_ACCT_UNBOUND);
-       }
-}
-
 static bool io_wq_work_match_all(struct io_wq_work *work, void *data)
 {
        return true;
 }
 
-static void io_wq_cancel_pending(struct io_wq *wq)
-{
-       struct io_cb_cancel_data match = {
-               .fn             = io_wq_work_match_all,
-               .cancel_all     = true,
-       };
-       int node;
-
-       for_each_node(node)
-               io_wqe_cancel_pending_work(wq->wqes[node], &match);
-}
-
-/*
- * Manager thread. Tasked with creating new workers, if we need them.
- */
-static int io_wq_manager(void *data)
-{
-       struct io_wq *wq = data;
-       char buf[TASK_COMM_LEN];
-       int node;
-
-       sprintf(buf, "iou-mgr-%d", wq->task_pid);
-       set_task_comm(current, buf);
-
-       do {
-               set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
-               io_wq_check_workers(wq);
-               schedule_timeout(HZ);
-               try_to_freeze();
-               if (fatal_signal_pending(current))
-                       set_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state);
-       } while (!test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state));
-
-       io_wq_check_workers(wq);
-
-       rcu_read_lock();
-       for_each_node(node)
-               io_wq_for_each_worker(wq->wqes[node], io_wq_worker_wake, NULL);
-       rcu_read_unlock();
-
-       if (atomic_dec_and_test(&wq->worker_refs))
-               complete(&wq->worker_done);
-       wait_for_completion(&wq->worker_done);
-
-       spin_lock_irq(&wq->hash->wait.lock);
-       for_each_node(node)
-               list_del_init(&wq->wqes[node]->wait.entry);
-       spin_unlock_irq(&wq->hash->wait.lock);
-
-       io_wq_cancel_pending(wq);
-       complete(&wq->exited);
-       do_exit(0);
-}
-
 static void io_run_cancel(struct io_wq_work *work, struct io_wqe *wqe)
 {
        struct io_wq *wq = wqe->wq;
@@ -773,39 +746,13 @@ append:
        wq_list_add_after(&work->list, &tail->list, &wqe->work_list);
 }
 
-static int io_wq_fork_manager(struct io_wq *wq)
-{
-       struct task_struct *tsk;
-
-       if (wq->manager)
-               return 0;
-
-       WARN_ON_ONCE(test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state));
-
-       init_completion(&wq->worker_done);
-       atomic_set(&wq->worker_refs, 1);
-       tsk = create_io_thread(io_wq_manager, wq, NUMA_NO_NODE);
-       if (!IS_ERR(tsk)) {
-               wq->manager = get_task_struct(tsk);
-               wake_up_new_task(tsk);
-               return 0;
-       }
-
-       if (atomic_dec_and_test(&wq->worker_refs))
-               complete(&wq->worker_done);
-
-       return PTR_ERR(tsk);
-}
-
 static void io_wqe_enqueue(struct io_wqe *wqe, struct io_wq_work *work)
 {
        struct io_wqe_acct *acct = io_work_get_acct(wqe, work);
        int work_flags;
        unsigned long flags;
 
-       /* Can only happen if manager creation fails after exec */
-       if (io_wq_fork_manager(wqe->wq) ||
-           test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wqe->wq->state)) {
+       if (test_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wqe->wq->state)) {
                io_run_cancel(work, wqe);
                return;
        }
@@ -960,17 +907,12 @@ static int io_wqe_hash_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
                            int sync, void *key)
 {
        struct io_wqe *wqe = container_of(wait, struct io_wqe, wait);
-       int ret;
 
        list_del_init(&wait->entry);
 
        rcu_read_lock();
-       ret = io_wqe_activate_free_worker(wqe);
+       io_wqe_activate_free_worker(wqe);
        rcu_read_unlock();
-
-       if (!ret)
-               wake_up_process(wqe->wq->manager);
-
        return 1;
 }
 
@@ -1011,6 +953,8 @@ struct io_wq *io_wq_create(unsigned bounded, struct io_wq_data *data)
                        goto err;
                wq->wqes[node] = wqe;
                wqe->node = alloc_node;
+               wqe->acct[IO_WQ_ACCT_BOUND].index = IO_WQ_ACCT_BOUND;
+               wqe->acct[IO_WQ_ACCT_UNBOUND].index = IO_WQ_ACCT_UNBOUND;
                wqe->acct[IO_WQ_ACCT_BOUND].max_workers = bounded;
                atomic_set(&wqe->acct[IO_WQ_ACCT_BOUND].nr_running, 0);
                wqe->acct[IO_WQ_ACCT_UNBOUND].max_workers =
@@ -1025,13 +969,11 @@ struct io_wq *io_wq_create(unsigned bounded, struct io_wq_data *data)
                INIT_LIST_HEAD(&wqe->all_list);
        }
 
-       wq->task_pid = current->pid;
-       init_completion(&wq->exited);
+       wq->task = get_task_struct(data->task);
        refcount_set(&wq->refs, 1);
-
-       ret = io_wq_fork_manager(wq);
-       if (!ret)
-               return wq;
+       atomic_set(&wq->worker_refs, 1);
+       init_completion(&wq->worker_done);
+       return wq;
 err:
        io_wq_put_hash(data->hash);
        cpuhp_state_remove_instance_nocalls(io_wq_online, &wq->cpuhp_node);
@@ -1044,14 +986,39 @@ err_wq:
        return ERR_PTR(ret);
 }
 
-static void io_wq_destroy_manager(struct io_wq *wq)
+static void io_wq_exit_workers(struct io_wq *wq)
 {
-       if (wq->manager) {
-               wake_up_process(wq->manager);
-               wait_for_completion(&wq->exited);
-               put_task_struct(wq->manager);
-               wq->manager = NULL;
+       struct callback_head *cb;
+       int node;
+
+       set_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state);
+
+       if (!wq->task)
+               return;
+
+       while ((cb = task_work_cancel(wq->task, create_worker_cb)) != NULL) {
+               struct create_worker_data *cwd;
+
+               cwd = container_of(cb, struct create_worker_data, work);
+               atomic_dec(&cwd->wqe->acct[cwd->index].nr_running);
+               io_worker_ref_put(wq);
+               kfree(cwd);
+       }
+
+       rcu_read_lock();
+       for_each_node(node) {
+               struct io_wqe *wqe = wq->wqes[node];
+
+               io_wq_for_each_worker(wqe, io_wq_worker_wake, NULL);
+               spin_lock_irq(&wq->hash->wait.lock);
+               list_del_init(&wq->wqes[node]->wait.entry);
+               spin_unlock_irq(&wq->hash->wait.lock);
        }
+       rcu_read_unlock();
+       io_worker_ref_put(wq);
+       wait_for_completion(&wq->worker_done);
+       put_task_struct(wq->task);
+       wq->task = NULL;
 }
 
 static void io_wq_destroy(struct io_wq *wq)
@@ -1060,12 +1027,15 @@ static void io_wq_destroy(struct io_wq *wq)
 
        cpuhp_state_remove_instance_nocalls(io_wq_online, &wq->cpuhp_node);
 
-       set_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state);
-       io_wq_destroy_manager(wq);
+       io_wq_exit_workers(wq);
 
        for_each_node(node) {
                struct io_wqe *wqe = wq->wqes[node];
-               WARN_ON_ONCE(!wq_list_empty(&wqe->work_list));
+               struct io_cb_cancel_data match = {
+                       .fn             = io_wq_work_match_all,
+                       .cancel_all     = true,
+               };
+               io_wqe_cancel_pending_work(wqe, &match);
                kfree(wqe);
        }
        io_wq_put_hash(wq->hash);
@@ -1081,8 +1051,7 @@ void io_wq_put(struct io_wq *wq)
 
 void io_wq_put_and_exit(struct io_wq *wq)
 {
-       set_bit(IO_WQ_BIT_EXIT, &wq->state);
-       io_wq_destroy_manager(wq);
+       io_wq_exit_workers(wq);
        io_wq_put(wq);
 }